Quantitative characterization of volume of cavities in hydrodynamic cavitation device using computational fluid dynamics

摘要

A cavita??o hidrodinamica tem sido amplamente estudada por seu potencial em remover poluentes emergentes. Apesar do avan?o dos estudos experimentais envolvendo este fen?meno, ainda s?o necessários estudos computacionais que avaliem a influência da geometria dos dispositivos de cavita??o nos parametros de escoamento. O objetivo deste artigo foi avaliar, por meio da Dinamica de Fluidos Computacional (CFD), a influência da mudan?a da geometria de um dispositivo de Venturi sobre o volume de cavidades formadas em sua se??o divergente. Os parametros geométricos modificados no Venturi foram: o angulo divergente e a rela??o entre a altura e a largura da garganta (h/w). O volume das cavidades é um parametro importante porque influencia a intensidade da cavita??o. Um sistema de bancada cavitacional foi construído a fim de obter dados de entrada para simula??o. Os resultados mostraram que o aumento do angulo divergente de 6,5° para 18,5° reduziu gradativamente o volume das cavidades de 93 mm 3 para 10 mm 3 . Entre as rela??es h/w = 0,05 e h/w = 0,45 observou-se a forma??o de cavidades entre 106 mm 3 e 77 mm 3 , porém entre h/w = 0,45 e h/w = 1,0 ocorreu a forma??o de 213 mm 3 . Portanto, Venturi's com angulo divergente menor que 6,5o e rela??o h/w maior que 0,45 produzem maior volume de cavidades. O maior volume de cavidades n?o necessariamente produzirá maior intensidade cavitacional, uma vez que nuvens de cavita??o podem se formar e reduzir a intensidade de implos?o das bolhas de cavita??o.