Imágenes de alta velocidad de la cavitación por golpe de ariete en el flujo de tuberías hidráulicas de aceite
Autores: Jansson, Marcus; Andersson, Magnus; Karlsson, Matts
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Imágenes de alta velocidad de la cavitación por golpe de ariete en el flujo de tuberías hidráulicas de aceite
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Mecánica
Palabras clave
Martillo de agua en tuberías
Tasas de flujo
Transitorios de presión
Evaporación de gas
Condensación
Dinámica de cavitación
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
Se estudió un golpe de agua en una tubería con separación de columna en un rango de caudales (Re=465 a 2239) en un banco de pruebas con una sección de observación de vidrio acrílico. Se midieron los transitorios de presión con sensores de presión piezorresistivos, mientras que la evaporación y condensación de gas se capturaron mediante grabación a alta velocidad con un Photron SA-Z a una tasa de 75,000 fps. Las longitudes de separación se estimaron mediante un valor umbral en las imágenes. Los resultados no mostraron una interfaz gas-aceite nítida, sino que consistieron en pequeñas burbujas dispersas mezcladas con estructuras de vapor más grandes, donde las burbujas parecían hacerse más pequeñas después de cada colapso. Estos hallazgos difieren de las características de cavitación transitoria comúnmente reportadas en sistemas de tuberías no hidráulicos gobernados por diferentes propiedades de fluidos y escalas de tiempo. Se observó una buena repetibilidad, tanto en términos de transitorios de presión como en la distribución de burbujas. La separación de columna se cuantificó como una métrica de longitud de separación, que fue consistente entre las pruebas. Combinados con las mediciones de presión, estos resultados pueden ayudar a obtener una mejor comprensión de la dinámica de cavitación transitoria dentro de sistemas hidráulicos de aceite, así como ser utilizados para mejorar las estrategias de modelado hacia predicciones más precisas de erosión por cavitación.
Descripción
Se estudió un golpe de agua en una tubería con separación de columna en un rango de caudales (Re=465 a 2239) en un banco de pruebas con una sección de observación de vidrio acrílico. Se midieron los transitorios de presión con sensores de presión piezorresistivos, mientras que la evaporación y condensación de gas se capturaron mediante grabación a alta velocidad con un Photron SA-Z a una tasa de 75,000 fps. Las longitudes de separación se estimaron mediante un valor umbral en las imágenes. Los resultados no mostraron una interfaz gas-aceite nítida, sino que consistieron en pequeñas burbujas dispersas mezcladas con estructuras de vapor más grandes, donde las burbujas parecían hacerse más pequeñas después de cada colapso. Estos hallazgos difieren de las características de cavitación transitoria comúnmente reportadas en sistemas de tuberías no hidráulicos gobernados por diferentes propiedades de fluidos y escalas de tiempo. Se observó una buena repetibilidad, tanto en términos de transitorios de presión como en la distribución de burbujas. La separación de columna se cuantificó como una métrica de longitud de separación, que fue consistente entre las pruebas. Combinados con las mediciones de presión, estos resultados pueden ayudar a obtener una mejor comprensión de la dinámica de cavitación transitoria dentro de sistemas hidráulicos de aceite, así como ser utilizados para mejorar las estrategias de modelado hacia predicciones más precisas de erosión por cavitación.