Fluctuación de presión y generación de cavitación aguas abajo de un chorro en flujo cruzado
Autores: Kogawa, Hiroyuki; Maeda, Yoshiki; Futakawa, Masatoshi; Li, Yanrong
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2026
Acceso abierto
Artículo científico
2026
Fluctuación de presión y generación de cavitación aguas abajo de un chorro en flujo cruzado
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Mecánica
Palabras clave
Chorro
Cavitación
Daño
Superficies de pared
Fluctuaciones de presión
Canal de flujo
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
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Citaciones: Sin citaciones
Las fluctuaciones de presión causadas por un chorro en flujo cruzado (JICF) pueden inducir cavitación y potencialmente dañar las superficies de las paredes. En los objetivos de mercurio para una fuente de neutrones por espallación pulsada, donde el daño por cavitación progresa debido al choque térmico, el mercurio está confinado dentro de un recipiente que incorpora una estructura de doble pared, que comprende un canal estrecho y un canal de flujo principal, para formar flujos paralelos y suprimir el daño. Sin embargo, a medida que el daño progresaba, se formaron agujeros de penetración en la pared interna que separa estos flujos, y se observaron patrones de daño característicos que sugieren un progreso acelerado del daño causado por JICF, en el que un chorro fluye del canal estrecho al canal principal. El mecanismo subyacente a este fenómeno no se ha aclarado completamente. Por lo tanto, se evaluaron el campo de flujo y las fluctuaciones de presión alrededor del agujero de penetración utilizando mediciones de PIV en un circuito de agua y simulaciones numéricas de flujo de fase única, variando la velocidad del chorro y el ancho del chorro. Los resultados revelaron que la entrada a través de la penetración en la pared interna genera JICF, que produce vórtices aguas abajo del chorro de entrada e induce fluctuaciones de presión que pueden estar asociadas con la cavitación.
Descripción
Las fluctuaciones de presión causadas por un chorro en flujo cruzado (JICF) pueden inducir cavitación y potencialmente dañar las superficies de las paredes. En los objetivos de mercurio para una fuente de neutrones por espallación pulsada, donde el daño por cavitación progresa debido al choque térmico, el mercurio está confinado dentro de un recipiente que incorpora una estructura de doble pared, que comprende un canal estrecho y un canal de flujo principal, para formar flujos paralelos y suprimir el daño. Sin embargo, a medida que el daño progresaba, se formaron agujeros de penetración en la pared interna que separa estos flujos, y se observaron patrones de daño característicos que sugieren un progreso acelerado del daño causado por JICF, en el que un chorro fluye del canal estrecho al canal principal. El mecanismo subyacente a este fenómeno no se ha aclarado completamente. Por lo tanto, se evaluaron el campo de flujo y las fluctuaciones de presión alrededor del agujero de penetración utilizando mediciones de PIV en un circuito de agua y simulaciones numéricas de flujo de fase única, variando la velocidad del chorro y el ancho del chorro. Los resultados revelaron que la entrada a través de la penetración en la pared interna genera JICF, que produce vórtices aguas abajo del chorro de entrada e induce fluctuaciones de presión que pueden estar asociadas con la cavitación.