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Investigación sobre el flujo de cavitación no estacionario y las fluctuaciones de presión excitadas en válvulas reguladoras

Autores: Liu, Xiumei; He, Jie; Xie, Yongwei; Li, Beibei; Zhang, Yujia; Chen, Jinsong; Liu, Qihang

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2022

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Acceso abierto

Artículo científico
2022

Investigación sobre el flujo de cavitación no estacionario y las fluctuaciones de presión excitadas en válvulas reguladoras


Categoría

Tecnología de Equipos y Accesorios

Subcategoría

Diseño de equipos y herramientas

Palabras clave

Flujo de cavitación
Pulsaciones de presión
Cavidad adjunta
Cavidad libre
Fluctuaciones de presión
Presión de entrada

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 26

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
Se estableció un sistema de medición sincrónica de múltiples campos para el flujo de cavitación en una válvula reguladora. El sistema combina un sistema de visualización de campo de flujo completo de alta velocidad con un sistema de medición de presión para realizar la adquisición simultánea de formas de cavitación y pulsaciones de presión. El flujo de cavitación ocurre cerca del orificio de estrangulación, que es evidentemente un comportamiento cuasi-periódico. El flujo de cavitación no estacionario incluye principalmente tres etapas: el crecimiento de la cavidad adherida, la fractura y desprendimiento de la cavidad adherida y el crecimiento y colapso de la cavidad libre. La evolución temporal de los comportamientos de cavitación está altamente relacionada con las fluctuaciones de presión excitadas. Con el aumento del área de la cavidad adherida, la presión correspondiente en el campo de flujo disminuye lentamente. Cuando la cavidad adherida se desprende y se desarrolla río abajo, el área de la cavidad disminuye gradualmente, y la presión aumenta gradualmente. Cuando la cavidad libre se contrae y colapsa, la presión en el campo de flujo alcanza el valor máximo. La pulsación de presión y el cambio del área de la cavidad tienen la misma frecuencia dominante, alrededor de 2000 Hz, en el punto de monitoreo en la parte superior, la garganta y los puntos de monitoreo de expansión. Además, con el aumento de la presión de entrada, los valores promedio y de varianza del área de cavitación se vuelven más grandes, y la fluctuación de presión excitada en cada punto de medición se vuelve más intensa. El valor promedio de la presión pulsante en la garganta aumenta gradualmente, mientras que la presión en la sección de expansión presenta una tendencia a la baja. La varianza de la pulsación de presión y la presión máxima también aumentan gradualmente con el aumento de la presión de entrada. El cambio del área de cavitación y la pulsación de presión en la válvula reguladora se complementan entre sí. Los resultados de este artículo podrían proporcionar orientación experimental sobre la optimización de la estructura de la válvula, la inhibición de la ocurrencia de cavitación y la prolongación de la vida útil de la válvula.

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