Estudio Experimental y Numérico de las Limitaciones del Número de Cavitación para la Predicción del Inicio de la Cavitación Hidrodinámica
Autores: Omelyanyuk, Maxim; Ukolov, Alexey; Pakhlyan, Irina; Bukharin, Nikolay; El Hassan, Mouhammad
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Estudio Experimental y Numérico de las Limitaciones del Número de Cavitación para la Predicción del Inicio de la Cavitación Hidrodinámica
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Mecánica
Palabras clave
Cavitación hidrodinámica
Burbujas de vapor
Equipos industriales
Limpieza hidrodinámica
Número de cavitación
Flujo turbulento
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
La cavitación hidrodinámica es la formación, crecimiento y posterior colapso de burbujas de vapor en un líquido en movimiento. Es extremadamente importante determinar las condiciones de inicio de la cavitación y cuándo comienza a dañar el equipo industrial. En algunos casos, como en la limpieza hidrodinámica, es importante entender cómo mejorar el fenómeno de la cavitación para potenciar las propiedades de limpieza. El número de cavitación es un parámetro utilizado para predecir la cavitación y sus efectos potenciales. En este artículo discutimos las limitaciones de este parámetro y demostramos que no se puede considerar suficiente para predecir el inicio y desarrollo de la cavitación en el flujo de fluido. Se diseñó y construyó un dispositivo experimental para estudiar el inicio de la cavitación en varias boquillas. Se utilizó el modelo de turbulencia RANS SST k- en este estudio para modelar el flujo turbulento en ANSYS Fluent. Los cálculos de CFD se compararon con los resultados experimentales. Se demostró que el inicio de la cavitación era sensible a los cambios en la geometría de la boquilla y, dado que los parámetros geométricos no están incluidos en la fórmula del número de cavitación, los escenarios de inicio de la cavitación pueden ser diferentes con el mismo número de cavitación.
Descripción
La cavitación hidrodinámica es la formación, crecimiento y posterior colapso de burbujas de vapor en un líquido en movimiento. Es extremadamente importante determinar las condiciones de inicio de la cavitación y cuándo comienza a dañar el equipo industrial. En algunos casos, como en la limpieza hidrodinámica, es importante entender cómo mejorar el fenómeno de la cavitación para potenciar las propiedades de limpieza. El número de cavitación es un parámetro utilizado para predecir la cavitación y sus efectos potenciales. En este artículo discutimos las limitaciones de este parámetro y demostramos que no se puede considerar suficiente para predecir el inicio y desarrollo de la cavitación en el flujo de fluido. Se diseñó y construyó un dispositivo experimental para estudiar el inicio de la cavitación en varias boquillas. Se utilizó el modelo de turbulencia RANS SST k- en este estudio para modelar el flujo turbulento en ANSYS Fluent. Los cálculos de CFD se compararon con los resultados experimentales. Se demostró que el inicio de la cavitación era sensible a los cambios en la geometría de la boquilla y, dado que los parámetros geométricos no están incluidos en la fórmula del número de cavitación, los escenarios de inicio de la cavitación pueden ser diferentes con el mismo número de cavitación.