Investigacion sobre Cavitacion

Trabajo de Investigación
La cavitación en
problemas reales

Candidato: Dr. Javier Blasco Alberto

Contenido
1) Introducción
2) Ecuaciones, órdenes magnitud, modelos
numéricos
3)Aplicaciones a diseño de experimentos
4) Conclusiones y trabajo futuro

Introducción

Efectos perversos de la cavitación
• Finales s. XIX: Destructor HMS Daring: las
hélices hacían ruido, erosión, bajorendimiento.

Efectos perversos de la cavitación
British Admiralty: contrata a Lord Rayleigh (1917).
• Primer modelo matemático
(colapso en líquido incompresible)
• Estima Pmax ~ 1000 atm,Tmax ~ 10000 K

Primeros estudios cavitación
• Langevin et al (1915-1920). Cavitación
acústica

• Richards & Loomis (1927): Sonoquímica
• Zimakov (1934), Frenzel & Schultes (1935):Sonoluminiscencia

Fusión fría por cavitación

Science, vol 295, 2002

Fusión fría por cavitación

¿Qué es la cavitación?
Presión

líquido
sólido

EBULLICIÓN

(presión constante)

gasCAVITACIÓN
(temperatura constante)

Temperatura

Equilibrio presiones-tensión sup.
Ecuación Laplace-Young
3

2S
 R0 
p  pg 0    pV 
R
R

¿Qué es y cómo se origina?
Nucleación(Harvey et al, 1962)
• Homogénea (líquido puro)

• Heterogénea
• Núcleos “contaminantes”
• Grietas ~ 10 µm

INICIAL

Formas de inducir cavitación
Hidrodinámica

Deposición
intensa
energíaUltrasónica

Ejemplos de
problemas reales
(1) Depuración de aguas

Depuración de aguas
• Industria química transnacional
• Métodos convencionales (oxidación) caros
• Viabilidad decavitación hidrodinámica
• Proyecto investigación de 4 años

• Revisón bibliográfica
• Dos diseños: laboratorio y semi-industrial

Bucle de laboratorio
3000 €
Caudal 7,5m3/h
Presión 3,5 bar.Bucle semi-industrial
80.000 €
Caudal 40 m3/h
Presión 12 bar.

Bucle cavitación LITEC-AMF

Depuración de aguas
• Resultados alentadores en laboratorio
• Fracaso en planta piloto
•...