Published December 18, 2023 | Version v1
Publication Open

AVALIAÇÃO DA EROSÃO POR CAVITAÇÃO EM SUPERFÍCIES SÓLIDAS USANDO UM APARATO DE JATO DE CAVITAÇÃO

Creators

  • 1. Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
  • 2. IHE Delft Institute for Water Education

Description

This study is dedicated to the examination of cavitation-induced erosion, a critical factor in optimizing the efficiency of hydraulic systems, including hydropower plants and pumping systems. To accomplish this, we conducted a sensitivity analysis utilizing a cavitation jet apparatus (CJA) and an experimental configuration that featured a vertical cylindrical test tank, a submerged nozzle, and an aluminum sample (specifically, alloy 6351 T6). The study maintained a consistent standoff distance of 5 cm and an orifice diameter of 2 × 10-3 m. Two distinct nozzle geometries were tested to assess their influence on cavitation erosion. The outcomes revealed that the 20° conical sharped-edges nozzle resulted in the highest erosion rates, while the commercial nozzle (MEG 2510) caused comparatively less erosion. By standardizing the test duration to 1200 seconds and using a cavitation index of 0.14, the researchers avoided overlapping pits. In summary, the CJA, with these adjustments, demonstrated its effectiveness as a tool for evaluating the resistance of solid surfaces to cavitation.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

هذه الدراسة مخصصة لفحص التآكل الناجم عن التجويف، وهو عامل حاسم في تحسين كفاءة الأنظمة الهيدروليكية، بما في ذلك محطات الطاقة الكهرومائية وأنظمة الضخ. ولتحقيق ذلك، أجرينا تحليلاً للحساسية باستخدام جهاز نفاث التجويف (CJA) وتكوين تجريبي يتميز بخزان اختبار أسطواني عمودي، وفوهة مغمورة، وعينة من الألومنيوم (على وجه التحديد، سبيكة 6351 T6). حافظت الدراسة على مسافة تباعد ثابتة تبلغ 5 سم وقطر فتحة 2 × 10-3 م. تم اختبار شكلين هندسيين متميزين للفوهة لتقييم تأثيرهما على تآكل التجويف. كشفت النتائج أن فوهة الحواف الحادة المخروطية العشرين أدت إلى أعلى معدلات التآكل، في حين أن الفوهة التجارية (MEG 2510) تسببت في تآكل أقل نسبيًا. من خلال توحيد مدة الاختبار إلى 1200 ثانية واستخدام مؤشر التجويف 0.14، تجنب الباحثون تداخل الحفر. باختصار، أظهرت CJA، مع هذه التعديلات، فعاليتها كأداة لتقييم مقاومة الأسطح الصلبة للتجويف.

Translated Description (English)

This study is dedicated to the examination of cavitation-induced erosion, a critical factor in optimizing the efficiency of hydraulic systems, including hydropower plants and pumping systems. To accomplish this, we conducted a sensitivity analysis using a cavitation jet apparatus (CJA) and an experimental configuration that featured a vertical cylindrical test tank, a submerged nozzle, and an aluminum sample (specifically, alloy 6351 T6). The study maintained a consistent standoff distance of 5 cm and an orifice diameter of 2 × 10-3 m. Two distinct nozzle geometries were tested to assess their influence on cavitation erosion. The outcomes revealed that the 20th conical sharped-edges nozzle resulted in the highest erosion rates, while the commercial nozzle (Meg 2510) caused comparatively less erosion. By standardizing the test duration to 1200 seconds and using a cavitation index of 0.14, the researchers avoided overlapping pits. In summary, the CJA, with these adjustments, demonstrated its effectiveness as a tool for evaluating the resistance of solid surfaces to cavitation.

Translated Description (French)

Cette étude est consacrée à l'examen de l'érosion induite par la cavitation, un facteur critique dans l'optimisation de l'efficacité des systèmes hydrauliques, y compris les centrales hydroélectriques et les systèmes de pompage. Pour ce faire, nous avons effectué une analyse de sensibilité à l'aide d'un appareil à jet de cavitation (CJA) et d'une configuration expérimentale comprenant un réservoir d'essai cylindrique vertical, une buse immergée et un échantillon d'aluminium (en particulier, l'alliage 6351 T6). L'étude a maintenu une distance d'écartement constante de 5 cm et un diamètre d'orifice de 2 × 10-3 m. Deux géométries de buses distinctes ont été testées pour évaluer leur influence sur l'érosion par cavitation. Les résultats ont révélé que la 20e buse conique à bords tranchants entraînait les taux d'érosion les plus élevés, tandis que la buse commerciale (Meg 2510) provoquait comparativement moins d'érosion. En standardisant la durée du test à 1200 secondes et en utilisant un indice de cavitation de 0,14, les chercheurs ont évité le chevauchement des fosses. En résumé, le CJA, avec ces ajustements, a démontré son efficacité en tant qu'outil d'évaluation de la résistance des surfaces solides à la cavitation.

Translated Description (Spanish)

Este estudio está dedicado al examen de la erosión inducida por cavitación, un factor crítico para optimizar la eficiencia de los sistemas hidráulicos, incluidas las centrales hidroeléctricas y los sistemas de bombeo. Para lograr esto, realizamos un análisis de sensibilidad utilizando un aparato de chorro de cavitación (CJA) y una configuración experimental que presentaba un tanque de prueba cilíndrico vertical, una boquilla sumergida y una muestra de aluminio (específicamente, aleación 6351 T6). El estudio mantuvo una distancia de separación constante de 5 cm y un diámetro de orificio de 2 × 10-3 m. Se probaron dos geometrías de boquilla distintas para evaluar su influencia en la erosión por cavitación. Los resultados revelaron que la vigésima boquilla de bordes afilados cónicos resultó en las tasas de erosión más altas, mientras que la boquilla comercial (Meg 2510) causó comparativamente menos erosión. Al estandarizar la duración de la prueba a 1200 segundos y usar un índice de cavitación de 0.14, los investigadores evitaron la superposición de fosas. En resumen, el CJA, con estos ajustes, demostró su efectividad como herramienta para evaluar la resistencia de las superficies sólidas a la cavitación.

Files

3854.pdf

Files (1.6 MB)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:b719c8541b6033502b15a03c5046309d
1.6 MB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
تقييم تآكل التجويف على الأسطح الصلبة باستخدام جهاز نفث التجويف
Translated title (English)
EVALUATION OF CAVITATION EROSION ON SOLID SURFACES USING A CAVITATION JET APPARATUS
Translated title (French)
ÉVALUATION DE L'ÉROSION PAR CAVITATION SUR DES SURFACES SOLIDES À L'AIDE D'UN APPAREIL À JET DE CAVITATION
Translated title (Spanish)
EVALUACIÓN DE LA EROSIÓN POR CAVITACIÓN EN SUPERFICIES SÓLIDAS UTILIZANDO UN APARATO DE CHORRO DE CAVITACIÓN

Identifiers

Other
https://openalex.org/W4390035338
DOI
10.15628/holos.2023.16306

Is supplement to
https://openalex.org/W67232056 (Other)
https://openalex.org/W4205230296 (Other)
https://openalex.org/W2379144560 (Other)
https://openalex.org/W2374177096 (Other)
https://openalex.org/W2373055968 (Other)
https://openalex.org/W2161410549 (Other)
https://openalex.org/W2065501850 (Other)
https://openalex.org/W1981489381 (Other)
https://openalex.org/W1516487464 (Other)
https://openalex.org/W1502076919 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Brazil

References

  • https://openalex.org/W1755335410
  • https://openalex.org/W1971434106
  • https://openalex.org/W1992215189
  • https://openalex.org/W2076279267
  • https://openalex.org/W2101809246
  • https://openalex.org/W2193379996
  • https://openalex.org/W2294449738
  • https://openalex.org/W2518345875
  • https://openalex.org/W2773513233
  • https://openalex.org/W2794350112
  • https://openalex.org/W2884332785
  • https://openalex.org/W2970766444
  • https://openalex.org/W2977411747
  • https://openalex.org/W3008933938
  • https://openalex.org/W3010769722
  • https://openalex.org/W3032281197
  • https://openalex.org/W3093988581
  • https://openalex.org/W3108698178
  • https://openalex.org/W3117093247
  • https://openalex.org/W3143760819
  • https://openalex.org/W3158136296
  • https://openalex.org/W3162503213
  • https://openalex.org/W3164425077
  • https://openalex.org/W3171720175
  • https://openalex.org/W3196718640
  • https://openalex.org/W4386570483
  • https://openalex.org/W4389936326