A vibratory approach to cavitation erosion prediction

Resumen

Este trabajo ha permitido demostrar que un metodo sencillo basado en las vibraciones inducidas por la cavitación permite predecir el riesgo de erosión de la cavitación en el laboratorio. El metodo consiste en la caracterización de la intensidad y de la velocidad de producción de colapsos de cavidades de vapor actuando en el sólido mediante las vibraciones que se inducen en la estructura mecánica. A partir de estas vibraciones, el valor absoluto de las fuerzas asociadas a los impactos que participan en el proceso se estima mediante el uso de funciones de transferencia que relacionan las fuentes de excitación con la respuesta medida. Finalmente, la determinación de una relación fuerza-daño para un material determinado nos permite calcular las areas de los agujeros causadas por las fuerzas que ocurren por encima de un nivel minimo a partir del cual se inicia el daño, durante un cierto periodo de tiempo. Con esta información, se puede calcular el periodo minimo de tiempo antes de que el daño cubra toda la superficie afectada por la cavitación y de esta forma poder predecir la aparición de una cavitación severa. El éxito de esta metodologia reside en el conocimiento previo de la resistencia del material al tipo de excitación que interviene en el proceso de erosión. Un generador de vórtices permite someter al material a impactos de individuales de colapsos de vórtice. Ensayos de corta duración nos permiten establecer la correlación directa entre las fuerzas de los impactos i el numero de agujeros. De esta forma, también se puede establecer el nivel minimo de a partir del cual el material sufre el primer daño. Los impactos debidos a la cavitación se detectan con la presencia de la fase de vapor cerca de la superficie del sólido. Se miden las aceleraciones resultantes y las fuerzas correspondientes de los impactos se aproximan con las funciones de transmisibilidad calculadas mediante un martillo instrumentado. Los agu