A Critical Review of the Correlations Used for Predicting the Onset of the Transition Flow Regime in Pipe Flow of Yield Stress Fluids
Notice bibliographique
Résumé
Abstract In this paper, we present a critical review of the models used for predicting onset of the transition flow regime in pipe flow of yield stress fluids. Using the experimental data obtained by the Particle Image Velocimetry (PIV) technique, we developed a new methodology to identify the beginning of the transition flow regime in pipe flow of yield stress fluids. The new method was then used to evaluate the accuracy of the existing transition flow regime model predictions. The proposed approach relies on the boundary layer theory to classify flow into laminar and turbulent. The boundary layer theory enables microscopic characterization of the flow transition that translates into a more in-depth fundamental understanding of the transition phenomena. The corresponding literature, experimental validation, and proof of the concept are presented. We investigated 36 possible permutations of Reynolds number (Re) and critical Reynolds number (Recrit.) definitions (i.e., six Re definitions combined with six critical Re definitions), and in none of these cases, the onset of the transition regime was accurately and consistently predicted. It was noted that the percentage difference between the maximum and minimum values of Re, for the same flow rate and fluid properties, ranged between 27% to 58%, based on fluid properties and flow rate combination, mainly because of the subjectivity of the Re definitions. In order to ensure an accurate prediction of the transition zone, test fluids were designed to have a wide range of generalized Reynolds numbers (i.e., 20 to 9000, as defined by the API-RP:13D) within the physical capacity of the experimental facility (i.e. for a given pipe diameter, maximum pressure capacity of the flow loop and maximum available pump flow rate). The yield stress of the test fluids varied from 0.10 to 0.95 Pa (determined by using the nonlinear curve fitting technique recommended by the API RP:13-D). Results indicated that most of the current transition criteria for the pipe flow of yield power law (YPL) fluids have low accuracy and lack of consistency to predict the onset of the actual transition regime as compared to the data measured by using the PIV technique. This was regardless of the Reynolds number definition used. The proposed PIV measurement-based criterion provides an objective measure that can be used to develop more accurate future transition models or improve the accuracy of existing transition criteria.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».