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Ingeniería, investigación y tecnología

Print version ISSN 1405-7743

Abstract

CRUZ-VANEGAS, Samuel. Parámetros concentrados locales de un tubo Venturi Cavitante. Ing. invest. y tecnol. [online]. 2019, vol.20, n.3, e033.  Epub Oct 15, 2019. ISSN 1405-7743.  https://doi.org/10.22201/fi.25940732e.2019.20n3.033.

La dinámica del fenómeno de la cavitación es una función principalmente de los números de cavitación, Mach and Reynolds, así como de la fracción volumétrica de gas más vapor disuelta en el líquido y de los factores geométricos del dispositivo cavitante. Actualmente, se usan algunos dispositivos de gran tamaño y complejidad para monitorear, de forma no invasiva, algunas de las variables previamente mencionadas. Sin embargo, son aparatosos, costosos y en algunos casos peligrosos, como la tomografía eléctrica y de rayos X. Una alternativa es el monitoreo de las emisiones acústicas generadas por el fenómeno de la cavitación junto con modelos teóricos simplificados, como los parámetros concentrados, para determinar en forma simple e inmediata algunas de las variables mencionadas. Debido a lo anterior, en este trabajo se estudia a la cavitación en un tubo Venturi como un sistema de segundo orden capaz de generar y amortiguar frecuencias acústicas; usando las ecuaciones de Navier-Stokes para flujos estacionarios bifásico, homogéneos, unidimensionales y barotrópicos. En consecuencia, el coeficiente de frecuencia determinado es una función de las variables mencionadas. Para corroborar el modelo teórico, se implementa un sistema hidrodinámico con válvulas, una bomba y un tubo Venturi. La acústica, así como temperatura y la dinámica del flujo se monitorean usando sensores piezoeléctricos, un termómetro, una cámara de alta velocidad y un manómetro diferencial. De acuerdo con los resultados, la frecuencia es un indicador de los cambios en la fracción volumétrica de gas más vapor disuelto en el líquido y del comportamiento del tubo Venturi como medidor o controlador de caudal. Además, las variables que permiten a los flujos cavitantes propagar ondas de presión son el número de Mach y cavitación. Aunque el presente modelo teórico es consistente con las observaciones experimentales, debe ser modificado para incluir la generación de ondas de presión.

Keywords : Parámetros concentrados; cavitación hidrodinámica; flujo bifásico; tubo Venturi; fracción volumétrica de gas.

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