آزمایش تجربی درباره حفرهسازی هوادهی شده در نازل افقی ونتوری
27,300 تومانشناسه فایل: 4886
چکیده
تزریق حباب به یک جریان خلاء زایی همواره ، یک روش جهت اثرگذاری بر رفتار کاویتاسیونی عادی می‌باشد. این مقاله با تجربیات بر کاویتاسیون هوادهی شده و غیر هوادهی شده در نازل ونتوری افقی شفاف، سروکار دارد. این مشاهدات توسط یک دوربین با سرعت بالا انجام شده‌اند. در این چنین روشی، کاویتاسیون خیلی سریع و جریان‌های کاویتاسیون هوادهی شده عکاسی شده و مورد تحلیل دقیق‌تر قرار می‌گیرند. تکنیک‌های پیش پردازشی بر اساس بررسی و کشف سطح خاکستری بر روی مجموعه‌ای از تصاویر می‌باشد. به عنوان یک نتیجه ، سه رژیم مختلف شناسایی شد: کاویتاسیون صفحه‌ای ، کاویتاسیون توده‌ای و “سوپر کاویتاسیون” . آن رژیم‌ها توسط تزریق حباب ، مورد هوادهی بیشتر ، واقع شدند. برای تمام رژیم های مشاهده شده ، انحراف استاندارد ، نمودار زمان-مکان ، و طیف فرکانس بر مبنای توزیع افقی از سطح خاکستری در طول خط نظارت ، رسم شده‌اند. در مورد کاویتاسیون خاص ، ما ساختارهای متقارن آماری را به وسیله طول‌ها و فرکانس‌های مشخص ، بدست آورده‌ایم. از سوی دیگر ، با هوادهی حاضر ، تقارن شکسته می شود طول‌ها و فرکانس‌های مشخص ، تا زمان ناپدید شدن تمام که به سوپرکاویتاسیون می انجامد، عمیقاً تغییرداده شده‌اند و اصلاح شده اند.
1. مقدمه
حفره‌زایی یک پدیده فیزیکی شناخته شده است که در کاربردهای تکنیکی مختلفی رخ می‌دهد. وقتی که فشار پایین‌تر از فشار بخار اشباع مایع بشود ، کاویتاسیون اتفاق می افتد. کاویتاسیون مسئول مسائلی مانند فرسایش ، سروصدا و لرزش(ارتعاش) هایی که می‌تواند منجر به خرابی ماشین‌های توربو به عنوان مثال پروانه‌ها گردد ، می‌باشد. در درک کلی ، وقوع کاویتاسیون اثر منفی بر روی عملکرد صحیح یک سیستم هیدرولیک دارد.
با این حال ، در برخی موارد خاص ، می‌تواند یک تأثیر بسیار مثبت منجر به کاهش اثر کشیدگی ، مثلاً در مورد وسایل نقلیه زیردریایی می‌شود. در آن مورد ، ساختار سوپر کاویتاسیون ، جسم غوطه ور را می‌پوشاند و آن را از طریق مایع می‌لغزاند ، که یکی در حال حرکت با سرعت بسیار زیاد را نتیجه می‌دهد. به منظور کاهش اثرات منفی یا افزایش تاثیرات مثبت آن ، برای هرکس بسیار مهم است که بتواند فیزیک پشت این پدیده جریان دو فازی را درک کند . در این جهت ، مطالعه دینامیک کاویتاسیون در هندسه‌های ساده مثل نازل ونتوری همگرا-واگرا ، یکی از راه‌های رسیدن به این هدف است.
ABSTRACT Experimental study of aerated cavitation in a horizontal venturi nozzle
The injection of bubbles into an already cavitating flow is a way of influencing the typical cavitating behaviour. The present article deals with experiments on aerated and non-aerated cavitation in a transparent horizontal venturi nozzle. The observations are done by means of a high-speed camera. In such a way the extremely rapid cavitation and cavitation–aeration flows are captured and further analysed. The post-processing techniques is based on the detection of the grey level on the series of images. As a result, three different regimes are identified: sheet cavitation, cloud cavitation and “supercavitation”. Those regimes are further aerated by injecting air bubbles. Standard deviations, time–space diagrams and frequency spectrum based on the vertical distribution of the grey level along a monitored line are plotted for all of the observed regimes. In the pure cavitation cases we obtain statistically symmetrical structures with characteristic lengths and frequencies. On the other hand, with aeration present, the symmetry is broken and characteristic lengths and frequencies are deeply modified, until a complete disappearance when “supercavitation” is reached.
1. Introduction
Cavitation is a well known physical phenomenon occurring in various technical applications. When the pressure becomes inferior to the saturation vapour pressure of the liquid, cavitation takes place. The cavitation is responsible for issues like erosion [17,16,26], noise and vibrations [36,35], which can lead to a malfunctioning of various turbomachines [27], for instance impellers [25,2]. In general understanding, the cavitation occurrence has a negative effect on the proper functioning of a hydraulic system.
However, in some particular cases, it can have an extremely positive effect leading to a drag reduction, as in the case of submarine vehicles [38]. In that case the supercavitating structure covers the immersed body and makes it slip through the liquid [3], which results in a extremely rapidly moving object. It is very important for one to be able to understand the physics behind the two phase flow phenomenon, in order to reduce the negative effect or increase its positive influence. In that sense, studying cavitation dynamics in simple geometries like convergent–divergent venturi nozzles is a way of achieving that goal
- مقاله درمورد آزمایش تجربی درباره حفرهسازی هوادهی شده در نازل افقی ونتوری
- پروژه دانشجویی آزمایش تجربی درباره حفرهسازی هوادهی شده در نازل افقی ونتوری
- بررسی کاویتاسیون در نازل ونتوری افقی
- پایان نامه در مورد آزمایش تجربی درباره حفرهسازی هوادهی شده در نازل افقی ونتوری
- تحقیق درباره آزمایش تجربی درباره حفرهسازی هوادهی شده در نازل افقی ونتوری
- مقاله دانشجویی آزمایش تجربی درباره حفرهسازی هوادهی شده در نازل افقی ونتوری
- آزمایش تجربی درباره حفرهسازی هوادهی شده در نازل افقی ونتوری در قالب پايان‌نامه
- پروپوزال در مورد آزمایش تجربی درباره حفرهسازی هوادهی شده در نازل افقی ونتوری
- گزارش سمینار در مورد آزمایش تجربی درباره حفرهسازی هوادهی شده در نازل افقی ونتوری
- گزارش کارورزی درباره آزمایش تجربی درباره حفرهسازی هوادهی شده در نازل افقی ونتوری