Estudio Experimental sobre la Interacción de un Chorro de Agua por Impulso con Metal Fundido
Autores: Yakush, Sergey E.; Chashechkin, Yuli D.; Ilinykh, Andrey Y.; Usanov, Vladislav A.
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Estudio Experimental sobre la Interacción de un Chorro de Agua por Impulso con Metal Fundido
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Mecánica
Palabras clave
Chorro de agua
Metal fundido
Desarrollo de cavidades
Capa de fusión
Chorro central
Parámetros experimentales
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
Se estudia experimentalmente aquí el impacto de un chorro de agua de corta duración en una piscina de metal fundido de Rose. Se generan chorros de agua de corta duración que impactan en la superficie libre de una piscina de metal fundido a una temperatura de 300 grados C, utilizando un sistema neumático de entrega de agua, con registro de video de alta velocidad con dos cámaras. Se realizan un total de 14 series experimentales, cada una conteniendo 5 pruebas repetidas, para un volumen de agua de 0.2-1 mL y una velocidad de impacto del chorro de 4.1-9.0 m/s. Se estudia el desarrollo de cavidades en la capa de fusión, describiendo las etapas principales aquí. A pesar de la densidad significativamente mayor del metal fundido en comparación con el agua, la cavidad puede alcanzar el fondo de la piscina de fusión; además, su colapso posterior resulta en la formación de un chorro central que se eleva a una altura de unos pocos centímetros. Se muestra que la altura máxima del chorro central depende linealmente del momento total del chorro de agua, y se encuentra una correlación semilogarítmica para el diámetro máximo de la cavidad. Se realiza un análisis de repetibilidad dentro de cada serie experimental, y se muestra que la desviación estándar relativa para la altura del salpicón de metal fundido varía del 8.8% al 26.8%. Los efectos de la profundidad de la piscina, la forma del recipiente y la temperatura del agua son más débiles en el rango de los parámetros experimentales utilizados aquí.
Descripción
Se estudia experimentalmente aquí el impacto de un chorro de agua de corta duración en una piscina de metal fundido de Rose. Se generan chorros de agua de corta duración que impactan en la superficie libre de una piscina de metal fundido a una temperatura de 300 grados C, utilizando un sistema neumático de entrega de agua, con registro de video de alta velocidad con dos cámaras. Se realizan un total de 14 series experimentales, cada una conteniendo 5 pruebas repetidas, para un volumen de agua de 0.2-1 mL y una velocidad de impacto del chorro de 4.1-9.0 m/s. Se estudia el desarrollo de cavidades en la capa de fusión, describiendo las etapas principales aquí. A pesar de la densidad significativamente mayor del metal fundido en comparación con el agua, la cavidad puede alcanzar el fondo de la piscina de fusión; además, su colapso posterior resulta en la formación de un chorro central que se eleva a una altura de unos pocos centímetros. Se muestra que la altura máxima del chorro central depende linealmente del momento total del chorro de agua, y se encuentra una correlación semilogarítmica para el diámetro máximo de la cavidad. Se realiza un análisis de repetibilidad dentro de cada serie experimental, y se muestra que la desviación estándar relativa para la altura del salpicón de metal fundido varía del 8.8% al 26.8%. Los efectos de la profundidad de la piscina, la forma del recipiente y la temperatura del agua son más débiles en el rango de los parámetros experimentales utilizados aquí.