Comptes Rendus
Frottements et pertes de pression des fluides non newtoniens dans des conduites non circulaires
[Friction and pressure drop of non-Newtonian fluids through ducts of non-circular cross section]
Comptes Rendus. Mécanique, Volume 333 (2005) no. 6, pp. 513-520.

The study of fluid flow in a duct requires characteristic parameters of the flow and dimensionless numbers to correlate and compare experimental results. For Newtonian fluids in simple configurations, the definition of the Reynolds number is quite standard, but for non-Newtonian fluid flows in ducts with arbitrary shape of cross section, the dependence of the apparent viscosity with the shear rate requires a generalization of this dimensionless number. This note proposes a general method valid for a large class of non-Newtonian fluids and for all duct shapes. An application is developed for a viscoelastic flow through a rectangular duct. Results obtained in the present investigation are in a good agreement with available correlations.

L'étude de l'écoulement d'un fluide dans une conduite nécessite l'introduction de paramètres géométriques et de nombres sans dimensions permettant la corrélation et la comparaison des résultats expérimentaux. Pour les fluides newtoniens dans des configurations simples, la définition du nombre de Reynolds ne présente aucune difficulté, par contre dans le cas d'écoulement de fluides non newtoniens dans des conduites de formes quelconques, la variation de la viscosité apparente avec la vitesse de cisaillement nécessite une généralisation de ce nombre sans dimensions. Cette note propose une méthode générale valable pour une large classe de fluides non newtoniens et pour toutes les formes de conduite. Une application est développée pour un fluide viscoélastique s'écoulant dans une conduite de forme rectangulaire. Les résultats obtenus sont en bon accord avec les corrélations connues.

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DOI: 10.1016/j.crme.2005.03.006
Mot clés : Rhéologie, Écoulement de fluide non newtonien, Perte de pression, Facteur de frottement, Conduite non circulaire
Keywords: Rheology, Non-Newtonian fluid flow, Pressure drop, Friction factor, Non-circular duct

Mohamed Mahfoud 1; Salah Benhadid 1; Michel Lebouché 2

1 Équipe de rhéologie, laboratoire de mécanique des fluides théorique et appliquée, faculté de physique, B.P. 32, El Alia BAB, Ezzouar 16111, Alger, Algerie
2 Laboratoire d'énergétique et de mécanique théorique et appliquée, URA CNRS 875, 2, avenue de la foret de la Haye, 54504 Vandœuvre-lès-Nancy, France
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Mohamed Mahfoud; Salah Benhadid; Michel Lebouché. Frottements et pertes de pression des fluides non newtoniens dans des conduites non circulaires. Comptes Rendus. Mécanique, Volume 333 (2005) no. 6, pp. 513-520. doi : 10.1016/j.crme.2005.03.006. https://comptes-rendus.academie-sciences.fr/mecanique/articles/10.1016/j.crme.2005.03.006/

[1] W. Kozicki; C.H. Chou; C. Tiu Non Newtonian flow in ducts of arbitrary cross sectional shape, Chem. Eng. Sci., Volume 21 (1966), pp. 665-679

[2] C. Miller Predicting non-Newtonian flow behaviour in ducts of unusual cross section, Ind. Eng. Chem. Fundam., Volume 11 (1972), pp. 534-628

[3] I. Machac; P. Dolecek; L. Machacova Poiseuille flow of purely viscous non-Newtonian fluids through ducts of non-circular cross sections, Chem. Eng. and Process., Volume 38 (1999), pp. 143-148

[4] N. Midoux, Mécanique et rhéologie des fluides en génie chimique, 2e édition, Technique et Documentation – Lavoisier, Paris, 1988, p. 159

[5] S. Park; D.R. Lee Predictions of pressure drop for modified power law fluids in conduits of three different cross-sectionnal shapes, Chem. Eng. Chem. Sci., Volume 57 (2002), pp. 1057-1067

[6] R.I. Tanner Engineering Rheology, Oxford Science Publications, 1985 (p. 387)

[7] M.P. Esculier; S. Smith Fully developed turbulent flow of non-Newtonian liquids, 10th Int. Symp. on Application of Laser Techniques to Fluids Mechanics, IST – Lisbon, 2000

[8] M. Mahfoud; S. Benhadid Etude de l'écoulement dans une contraction brusque, Rhéologie, Volume 1 (2002), pp. 26-34

[9] M. Mahfoud; S. Benhadid Etude de l'écoulement dans une contraction brusque, 36e colloque annuel de rhéologie, Paris, 2001

[10] P.J. Hamersma; J. Ellenberger; J.H.M. Fortuin A three-parameter model describing the behaviour of a viscoelastic liquid in a tangential annular flow, Rheol. Acta, Volume 21 (1982) no. 6, pp. 705-712

[11] M. Mahfoud; S. Benhadid Comportement d'un polymère dans une singularité, Congrès Matériaux, Tours, 2002

[12] D.D. Joseph Fluid Dynamics of Viscoelastic Liquids, Appl. Math. Sci., vol. 84, Springer-Verlag, New York, 1990 (p. 539)

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