Evaluación de Modelos de Cavitación para Flujos Compresibles Dentro de una Boquilla
Autores: Kumar, Aishvarya; Ghobadian, Ali; Nouri, Jamshid M.
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2020
Acceso abierto
Artículo científico
2020
Evaluación de Modelos de Cavitación para Flujos Compresibles Dentro de una Boquilla
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Mecánica
Palabras clave
Estudio
Modelos de cavitación
Flujos compresibles
Boquilla
Compresibilidad del vapor
Datos experimentales
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
Este estudio evaluó dos modelos de cavitación para flujos cavitantes compresibles dentro de una boquilla de un solo orificio. Los modelos evaluados fueron SS (Schnerr y Sauer) y ZGB (Zwart-Gerber-Belamri) utilizando el modelo turbulento k-epsilon realizable, que se encontró que era el modelo más apropiado para este flujo. La compresibilidad del líquido se modeló utilizando la ecuación de Tait, y la compresibilidad del vapor se modeló utilizando la ley de los gases ideales. Los resultados de la simulación del flujo compresible mostraron que el modelo SS no logró capturar la física del flujo con un débil acuerdo con los datos experimentales, mientras que el modelo ZGB predijo el flujo mucho mejor. Modelar la compresibilidad del vapor mejoró la distribución del vapor cavitante a través de la boquilla con un aumento en el volumen de vapor en comparación con la suposición de incomprensibilidad, particularmente en la región central, lo que resultó en un acuerdo cuantitativo y cualitativo mucho mejor con los datos experimentales. Los resultados también mostraron la predicción de una onda de choque normal aguas abajo de la región de cavitación donde el flujo local se transforma de supersónico a subsónico debido a un aumento en la presión local.
Descripción
Este estudio evaluó dos modelos de cavitación para flujos cavitantes compresibles dentro de una boquilla de un solo orificio. Los modelos evaluados fueron SS (Schnerr y Sauer) y ZGB (Zwart-Gerber-Belamri) utilizando el modelo turbulento k-epsilon realizable, que se encontró que era el modelo más apropiado para este flujo. La compresibilidad del líquido se modeló utilizando la ecuación de Tait, y la compresibilidad del vapor se modeló utilizando la ley de los gases ideales. Los resultados de la simulación del flujo compresible mostraron que el modelo SS no logró capturar la física del flujo con un débil acuerdo con los datos experimentales, mientras que el modelo ZGB predijo el flujo mucho mejor. Modelar la compresibilidad del vapor mejoró la distribución del vapor cavitante a través de la boquilla con un aumento en el volumen de vapor en comparación con la suposición de incomprensibilidad, particularmente en la región central, lo que resultó en un acuerdo cuantitativo y cualitativo mucho mejor con los datos experimentales. Los resultados también mostraron la predicción de una onda de choque normal aguas abajo de la región de cavitación donde el flujo local se transforma de supersónico a subsónico debido a un aumento en la presión local.