Un análisis de los umbrales de cavitación acústica del agua basado en el enfoque del criterio de tiempo de incubación
Autores: Smirnov, Ivan; Mikhailova, Natalia
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2021
Acceso abierto
Artículo científico
2021
Un análisis de los umbrales de cavitación acústica del agua basado en el enfoque del criterio de tiempo de incubación
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Mecánica
Palabras clave
Desarrollo
Modelos
Umbral de cavitación acústica
Criterio de tiempo de incubación
Frecuencia de ultrasonido
Presión hidrostática
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
Los investigadores aún están trabajando en el desarrollo de modelos que faciliten la estimación precisa del umbral de cavitación acústica. En este artículo, hemos analizado la posibilidad de utilizar el criterio del tiempo de incubación para calcular el umbral del inicio de la cavitación acústica dependiendo de la frecuencia del ultrasonido, la presión hidrostática y la temperatura de un líquido. Este criterio ha sido utilizado con éxito por estudios anteriores para calcular la resistencia dinámica de sólidos y recientemente se ha propuesto en una versión adaptada para calcular el umbral de cavitación. El análisis se lleva a cabo para varios datos experimentales de agua presentados en la literatura. Aunque el criterio asume el uso de macroparámetros de un líquido, también consideramos la posibilidad de tener en cuenta el tamaño de los núcleos de cavitación y su influencia en el resultado del cálculo. Comparamos los resultados de los cálculos del umbral de cavitación realizados utilizando el criterio del tiempo de incubación de la cavitación y la teoría clásica de la nucleación. Nuestros resultados mostraron que el criterio del tiempo de incubación modela de manera más cualitativa los resultados de los experimentos utilizando solo tres parámetros del líquido. Luego discutimos una posible relación entre los parámetros de los dos enfoques. Los resultados de nuestro estudio mostraron que el criterio en consideración tiene un buen potencial y puede ser utilizado convenientemente para aplicaciones donde hay requisitos especiales para los parámetros del ultrasonido, la presión negativa máxima y la temperatura del líquido.
Descripción
Los investigadores aún están trabajando en el desarrollo de modelos que faciliten la estimación precisa del umbral de cavitación acústica. En este artículo, hemos analizado la posibilidad de utilizar el criterio del tiempo de incubación para calcular el umbral del inicio de la cavitación acústica dependiendo de la frecuencia del ultrasonido, la presión hidrostática y la temperatura de un líquido. Este criterio ha sido utilizado con éxito por estudios anteriores para calcular la resistencia dinámica de sólidos y recientemente se ha propuesto en una versión adaptada para calcular el umbral de cavitación. El análisis se lleva a cabo para varios datos experimentales de agua presentados en la literatura. Aunque el criterio asume el uso de macroparámetros de un líquido, también consideramos la posibilidad de tener en cuenta el tamaño de los núcleos de cavitación y su influencia en el resultado del cálculo. Comparamos los resultados de los cálculos del umbral de cavitación realizados utilizando el criterio del tiempo de incubación de la cavitación y la teoría clásica de la nucleación. Nuestros resultados mostraron que el criterio del tiempo de incubación modela de manera más cualitativa los resultados de los experimentos utilizando solo tres parámetros del líquido. Luego discutimos una posible relación entre los parámetros de los dos enfoques. Los resultados de nuestro estudio mostraron que el criterio en consideración tiene un buen potencial y puede ser utilizado convenientemente para aplicaciones donde hay requisitos especiales para los parámetros del ultrasonido, la presión negativa máxima y la temperatura del líquido.