Efecto de la forma de la salida de la boquilla en el comportamiento de cavitación de un chorro sumergido de alta presión
Autores: Wang, Gaowei; Yang, Yongfei; Wang, Chuan; Shi, Weidong; Li, Wei; Pan, Bo
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2021
Acceso abierto
Artículo científico
Categoría
Tecnología de Equipos y Accesorios
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
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Citaciones: Sin citaciones
Un chorro de agua a alta presión sumergido suele ir acompañado de un fenómeno de cavitación severo. Una boquilla de tubo de órgano puede mejorar en gran medida el rendimiento de cavitación del chorro, aprovechando la oscilación autoexcitada del flujo. Con el fin de estudiar el efecto de las boquillas de tubo de órgano con diferentes formas de salida en el comportamiento de cavitación del chorro sumergido a alta presión, en este artículo construimos un sistema de experimento de chorro de cavitación a alta presión y realizamos un experimento de fotografía de alta velocidad para estudiar las características de la nube de cavitación de un chorro sumergido a alta presión. Se compararon dos boquillas de tubo de órgano, una con silbato y otra sin él. Las características dinámicas de la nube de cavitación se extrajeron a través del método POD, y se encontró que el resultado refleja efectivamente las características dinámicas del chorro de cavitación. Los coeficientes de reconstrucción del modo-1 obtenidos por el POD pueden reflejar mejor las características de tiempo-frecuencia periódicas del desarrollo de la cavitación. Se analizó el efecto de la forma de salida de la boquilla en el comportamiento de cavitación de la boquilla de tubo de órgano basado en simulaciones numéricas no estacionarias, y se encontró que el chorro generado por la boquilla con un silbato divergente tenía una mayor vorticidad en la capa de cizallamiento cerca de la salida. Además, se produjeron vórtices de pequeña escala más fuertes y una cavitación mucho más severa desde la boquilla con un silbato divergente.
Descripción
Un chorro de agua a alta presión sumergido suele ir acompañado de un fenómeno de cavitación severo. Una boquilla de tubo de órgano puede mejorar en gran medida el rendimiento de cavitación del chorro, aprovechando la oscilación autoexcitada del flujo. Con el fin de estudiar el efecto de las boquillas de tubo de órgano con diferentes formas de salida en el comportamiento de cavitación del chorro sumergido a alta presión, en este artículo construimos un sistema de experimento de chorro de cavitación a alta presión y realizamos un experimento de fotografía de alta velocidad para estudiar las características de la nube de cavitación de un chorro sumergido a alta presión. Se compararon dos boquillas de tubo de órgano, una con silbato y otra sin él. Las características dinámicas de la nube de cavitación se extrajeron a través del método POD, y se encontró que el resultado refleja efectivamente las características dinámicas del chorro de cavitación. Los coeficientes de reconstrucción del modo-1 obtenidos por el POD pueden reflejar mejor las características de tiempo-frecuencia periódicas del desarrollo de la cavitación. Se analizó el efecto de la forma de salida de la boquilla en el comportamiento de cavitación de la boquilla de tubo de órgano basado en simulaciones numéricas no estacionarias, y se encontró que el chorro generado por la boquilla con un silbato divergente tenía una mayor vorticidad en la capa de cizallamiento cerca de la salida. Además, se produjeron vórtices de pequeña escala más fuertes y una cavitación mucho más severa desde la boquilla con un silbato divergente.