Efectos de la temperatura sobre la dinámica de las burbujas de cavitación única en condiciones de campo libre:...

Área de la Ciencia:

• Dinámica de fluidos
• Acústico
• La termodinámica

Sus antecedentes:

• Las burbujas de cavitación son fenómenos fundamentales en la mecánica de fluidos.
• Comprender la dinámica de las burbujas es fundamental para diversas aplicaciones industriales.
• La influencia de la temperatura del agua en el comportamiento de la burbuja de cavitación requiere una mayor investigación.

Objetivo del estudio:

• Investigar el efecto de la temperatura del agua en la dinámica de las burbujas de cavitación única.
• Para analizar los cambios en la evolución de la burbuja, el colapso y la oscilación con temperaturas variables.
• Para cuantificar el impacto de la temperatura en la transferencia de masa entre fases y las condiciones internas de la burbuja.

Principales métodos:

• Enfoque experimental utilizando descarga capacitiva para generar burbujas de cavitación individuales.
• Fotografía de alta velocidad para capturar la evolución de las burbujas en un rango de temperatura (temperatura ambiente hasta el punto de ebullición).
• Modelado teórico que incorpora la transferencia de calor, el cambio de fase y la compresibilidad.

Principales resultados:

• La dinámica de la burbuja cambia significativamente por encima de 60°C, con un mayor radio y período de oscilación.
• El radio mínimo de burbuja permanece constante por debajo de 60°C, pero aumenta bruscamente a partir de entonces, lo que indica un colapso más débil.
• A temperaturas cercanas a la ebullición, las burbujas se fragmentan en lugar de colapsar, y la presión / temperatura interna disminuye.

Conclusiones:

• Las temperaturas elevadas del agua (por encima de 60 °C) suprimen la transferencia de masa entre fases de no equilibrio.
• Las temperaturas más altas conducen a una retracción más lenta del límite de la burbuja y a un colapso más débil.
• La temperatura es un parámetro crítico que influye en el comportamiento de la burbuja de cavitación y la disipación de energía.