Equipamento tipo jato cavitante para avaliação de desgaste por cavitação
Jose Gilberto Dalfre Filho
TESE
Português
(Broch.)
T/UNICAMP D156e
[Cavitating jet apparatus for evaluation of cavitation erosion]
Campinas, SP : [s.n.], 2005.
139p. : il.
Orientador: Ana Ines Borri Genovez
Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil
Resumo: O equipamento tipo jato cavitante utiliza um bocal especialmente projetado para simular o fenômeno da cavitação desgastando uma amostra em um período de tempo curto. Isso ocorre, sobretudo, devido à magnitude da velocidade. Para maior eficiência do jato cavitante é necessária uma combinação...
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Resumo: O equipamento tipo jato cavitante utiliza um bocal especialmente projetado para simular o fenômeno da cavitação desgastando uma amostra em um período de tempo curto. Isso ocorre, sobretudo, devido à magnitude da velocidade. Para maior eficiência do jato cavitante é necessária uma combinação da geometria do bocal, do diâmetro do orifício e da pressão disponível. No caso das estruturas hidráulicas se verifica o efeito simultâneo do fenômeno da cavitação e do impacto de um jato de alta velocidade. O objetivo deste trabalho foi desenvolver um equipamento tipo jato cavitante para avaliar o desgaste ocasionado pela cavitação em amostras de concreto. O estudo foi realizado no Laboratório de Hidráulica e Mecânica dos Fluidos da Faculdade de Engenharia Civil. A instalação permite variar os parâmetros de ensaio, de forma a obter a máxima eficiência do equipamento e definir o comportamento da amostra. O índice de cavitação de 0,14 é adequado aos ensaios em concretos de estruturas hidráulicas. Recomenda-se uma velocidade do jato em torno de 150 m/s, a adoção de 0,05 m de distância entre o bocal e a amostra e o uso de bocal cônico de 132°, com arestas vivas. A partir dos testes realizados, sugere-se um tempo de ensaio de quatro minutos para avaliação da resistência dos materiais face à ação da cavitação. Conclui-se que o equipamento tipo jato cavitante se mostrou adequado e eficiente para avaliação do desgaste provocado pela ação da cavitação, em um tempo curto de ensaio. As características do banco de ensaio permitem que ele seja instalado em laboratório ou em campo
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Abstract: The cavitating jet apparatus uses an especially projected nozzle to produce cavitation and have the advantage of induce cavitational flow with short time test. That is due, mainly, to the magnitude of velocity. In order to obtain great efficiency of the cavitating jet apparatus one has to...
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Abstract: The cavitating jet apparatus uses an especially projected nozzle to produce cavitation and have the advantage of induce cavitational flow with short time test. That is due, mainly, to the magnitude of velocity. In order to obtain great efficiency of the cavitating jet apparatus one has to combine the nozzle geometry, the orifice diameter and the necessary pressure. In hydraulic structures it is verified the simultaneous effect of the cavitation phenomenon and the impact of a high velocity jet. The objective of this work was to develop a cavitating jet apparatus to evaluate the erosion caused by cavitation in concrete samples. The study was carried out in the Hydraulics and Fluid Mechanics Laboratory of the Civil Engineering, Architecture and Urbanism College. The installation allows varying the tests parameters, to get the maximum efficiency of the equipment and to obtain the sample damage. A cavitation index of 0,14 showed to be a value where damage in hydraulics structures was presented. It is suggested to perform tests with a jet velocity of approximately 150 m/s, the adoption of 0,05 m of distance between the nozzle and the sample and also the use of conical 132° nozzle with sharp edges, which showed to be adequate to the laboratory experiment with concretes ordinarily used in hydraulic structures. According to the tests, it can be normalize the adoption of four minutes test for evaluation of the cavitation samples resistance. It is concluded that the cavitating jet apparatus is adequate and efficient for evaluation of erosion through cavitation action in a short time tests. The characteristics of the experimental installation allow its use either in laboratory or in field tests
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