Experimental and Numerical Investigation of the Cavitation-Induced Suction Effect

Capa

Citar

Texto integral

Acesso aberto Acesso aberto
Acesso é fechado Acesso está concedido
Acesso é fechado Somente assinantes

Resumo

The generation of the suction force between a rigid cylindrical frame constricting a submerged cavitating jet and a solid surface is considered. The separation force needed to overcome the suction effect is experimentally determined in a specially developed setup. The dependences of the suction force on the frame diameter and the distance from the nozzle cavitator are obtained using numerical modeling. The volume fraction of the vapor phase inside the frame and the static pressure along the suction surface are calculated. The mechanism of the appearance of the effect and the criteria of its vanishing are explained on the basis of the data obtained.

Sobre autores

A. Ukolov

Kerch State Naval Technological University

Autor responsável pela correspondência
Email: ukolov_aleksei@mail.ru
Rússia, Kerch, 298309

V. Rodionov

Kerch State Naval Technological University

Email: vik-rodio@yandex.ru
Rússia, Kerch, 298309

Bibliografia

  1. Родионов В.П. Струйная суперкавитационная эрозия. Краснодар: ГОУВПО КубГТУ, 2005. 223 с.
  2. Старовойтов П.П., Уколов А.И., Родионов В.П. Инновационный инструмент подводной очистки // Вестник КГМТУ. Сер. Морские технологии. 2019. № 4. С. 105–117.
  3. Родионов В.П. Суперкавитационная струйная экотехнология водолазных работ. Краснодар: ГОУВПО КубГТУ, 2015. 160 с.
  4. Родионов В.П, Герасимов В.И. Технологии очистки поверхностей корпусов судов от наслоений и обрастаний. М.: Эдитус, 2022, 190с.
  5. Chena F., Wanga H., Yin S., Huang S., Tang Q., Luo H. Cavitation water-suction polishing of metallic materials under negative-pressure effect // J. Mater. Process. Technol. 2019. V. 273. P. 116257. doi: 10.1016/j.jmatprotec.2019.116257.
  6. Ma X., Meng X., Wang Y., Peng X. Suction effect of cavitation in the reverse-spiral-grooved mechanical face seals // Tribol. Int. 2019. V. 132. P. 142–153. doi: 10.1016/j.triboint.2018.12.022
  7. Cross A.T., Sadeghi F., Cao L.J., Rateick R.G., Rowan S. Flow visualization in a pocketed thrust washer // Tribol. Trans. 2012. V. 55. № 5. P. 571–581. doi: 10.1080/10402004.2012.681343
  8. Zhang J, Meng Y. Direct observation of cavitation phenomenon and hydrodynamic lubrication analysis of textured surfaces // Tribol. Lett. 2012. V. 46. № 2. P. 147–158. doi: 10.1007/s11249-012-9935-6
  9. Санкин Г.Н., Малых Н.В. Сила, действующая на цилиндр при ультразвуковой кавитации // ЖТФ. 2005. Т. 75. № 7. С. 101–105.
  10. Валюхов С.Г., Кретинин А.В., Галдин Д.Н., Баранов С.С. Оптимизационное проектирование проточной части магистрального нефтяного насоса с использованием TURBO инструментов ANSYS // Насосы. Турбины. Системы. 2015. T. 14. № 1. С. 56–68.
  11. Tsutsumi K., Watanabe S., Tsuda S., Yamaguchi T. Cavitation simulation of automotive torque converter using a homogeneous cavitation model // Eur. J. Mech. B Fluids. 2017. Vol. 61. № 2. P. 263–270. doi.org/10.1016/j.euromechflu.2016.09.001
  12. Уколов А.И., Родионов В.П., Старовойтов П.П. Моделирование колеса центробежного насоса с максимальным эффектом кавитации // Научно-технический вестник ИТМО. 2017. Т. 17. № 5. С. 910–919. doi: 10.17586/2226-1494-2017-17-5-910-919
  13. Bakir F., Rey R., Gerber A.G., Belamri T., Hutchinson B. Numerical and experimental investigations of the cavitating behavior of an inducer // Int. J. Rotating Machinery. 2004. V. 10. P. 15–25. doi: 10.1080/10236210490258034
  14. Уколов А.И., Родионов В.П. Верификация результатов численного моделирования и экспериментальных данных влияния кавитации на гидродинамические характеристики струйного потока // Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Естественные науки. 2018. № 4. T. 79. С. 102–114. doi: 10.18698/1812-3368-2018-4-102-114
  15. Charriere B., Goncalves E. Numerical investigation of periodic cavitation shedding in a Venturi // Int. J. Heat Fluid Flow. 2017. V. 64. P. 41–54. doi.org/10.1016/j.ijheatfluidflow.2017.01.011
  16. Omelyanyuk M., Pakhlyan I., Ukolov A., Bukharin N., El Hassan M. Experimental and numerical study of cavitation number limitations for hydrodynamic cavitation inception prediction // Fluids. 2022. V. 7. № 6. P. 198. doi: 10.3390/fluids7060198
  17. Wang X., Chen Y., Li M., Xu Y., Wang B., Dang X. Numerical investigation of the cavitation performance of annular jet pumps with different profiles of suction chamber and throat inlet // Eng. Appl. Comput. Fluid Mech. 2020. V. 14. № 1. P. 1416–1428. doi: 10.1080/19942060.2020.1824875
  18. Menter F.R. Two-Equation Eddy-Viscosity Turbulence Models for Engineering Applications // AIAA J. 1994. V. 32. P. 1598–1605. doi: 10.2514/3.12149

Arquivos suplementares

Arquivos suplementares
Ação
1. JATS XML
Baixar

Declaração de direitos autorais © Russian Academy of Sciences, 2024