Dinámica de las burbujas de cavitación en fluidos amoniacales trasegados con bombas centrífugas
Palabras clave:
bombas centrífugas, cavitación, formación de burbujas, patrones de flujo, licor amoniacal.Resumen
Con el fin de obtener el comportamiento dinámico de la presión de formación de las burbujas y de su movimiento al inducir el fenómeno de la cavitación en bombas centrífugas, se experimentó con agua y licor amoniacal a dos concentraciones de amoníaco (27 % y 34 %). El comportamiento dinámico de las burbujas se solucionó numéricamente con la aplicación de la ecuación de Rayleigh-Plesset, por medio de los radios de las burbujas y el tiempo de crecimiento de estas. Se concluye que cuando se induce la cavitación, la presión de formación de las burbujas a 22 ºC es de 10,135.103 Pa para el agua; de 45,468.103 Pa para el licor amoniacal al 27 % de concentración y de 69,951.103 Pa para una concentración de 34 %. Los radios alcanzados por las burbujas en el licor amoniacal son del orden de 30 a 120 veces su radio inicial, mientras que para las burbujas formadas en el agua son del orden de 15 veces solamente.Descargas
Citas
BARNES, P. A. & RIECKHOFF, K. E. 1968: Laser induced underwater sparks. Applied Physics Letters 13(8): 282-284.
BRENNEN, C. E. 2011: Hidrodynamics of Pumps. Cambridge University Press.
BRENNEN, C. E. 2013: Cavitation and bubble dynamics. Cambridge University Press.
CONDE, M. R. 2004: Thermophysical Properties of NH3 + H2O Solutions for the Industrial Design of Absorption Refrigeration Equipment. Revista Engineering 1-34 p.
DOPAZO, G. C. 2008: ¿Cavitar o no cavitar? La inevitable ubicuidad de las burbujas. Real Academia de España. Universidad de Zaragoza. Madrid. 50 p.
GONZÁLEZ, V. 1983: Hidráulica, bombas y compresores. Pueblo y Educación, Ciudad de La Habana.
FERZIGER, F. H. & PERÍC, M. 2002: Computational Methods for Fluid Dynamic. 3ra edition. Springer-Verlag, Berlin Heidelberg. 423 p.
REYES, J. L. 2010: Un experimento de enseñanza e investigación de la cavitación en bombas centrífugas. Asociación Americana de Profesores de Física 4(1): 2-18.
REYES, J. L.; RUIZ, G.; TORRES, E.; LAMBERT, R. & MATOS, M. 2015: Presión de saturación del licor amoniacal y su relación con el fenómeno de cavitación en bombas centrífugas. Minería y Geología 31(1): 111-129.
RAMÍREZ, R. G.; JÁCOME, M. & GIRALDO, A. J. 2013: Solución de la ecuación de Rayleigh-Plesset por medio del método del elemento finito. Ingeniería y Ciencia 9(17): 147-162.
PÉREZ, B. R. 2004: Cavitación y materiales de construcción en las Bombas Centrífugas. Minería y Geología 20(3-4): 114-118.
LEIGHTON, T. G. 2007: Derivation of the Rayleigh–Plesset equation in terms of volume. Institute of Sound and Vibration Research. University of Southampton.
LAUTERBORN, W. 1998: Termo cavitación y algunas aplicaciones. En: XIX Verano de la Investigación Científica de la Academia Mexicana de Ciencia. Instituto Nacional de Astrofísica y Electrónica. México.
RAYLEIGH, L. 1917: On the pressure developed in a liquid during the collapse of a spherical cavity. The London, Edinburgh, and Dublin Philosophical Magazine and Journal of Science 34(200): 94-98.
PLESSET, M. S. 1949: The dynamics of cavitation bubbles. Journal of applied mechanics 16: 277-282.
TANAKA, T. & TSUKAMOTO, H. 1999a: Transient behavior of a cavitating centrifugal pump at rapid change in operating conditions—Part 1: Transient phenomena at opening/closure of discharge valve. Journal of fluids engineering 121(4): 841-849.
TANAKA, T. & TSUKAMOTO, H. 1999b: Transient behavior of a cavitating centrifugal pump at rapid change in operating conditions—Part 2: Transient phenomena at pump startup/shutdown. Journal of fluids engineering 121(4): 850-856.
TANAKA, T. & TSUKAMOTO, H. 1999c: Transient behavior of a cavitating centrifugal pump at rapid change in operating conditions—Part 3: Classifications of transient phenomena. Journal of fluids engineering 121(4): 857-865.
TORRES, S. 2010: Generación de burbujas de cavitación con láser continuo para la formación de microagujeros en películas metálicas delgadas. Tesis doctoral.
Publicado
Cómo citar
Número
Sección
Derechos de autor 2016 Jorge Reyes-Cruz, Gerardo Ruiz-Chavarría, Roilber Lambert-Sánchez, Alberto Turro-Breff, Enrique Torres-Tamayo, Sergio Hernández-Zapata

Esta obra está bajo una licencia internacional Creative Commons Atribución-NoComercial 4.0.
Los autores que publican en esta revista están de acuerdo con los siguientes términos:
- Licencia Creative Commons Atribución-NoComercial permite que el beneficiario de la licencia tenga el derecho de copiar, distribuir, exhibir y representar la obra y hacer obras derivadas para fines no comerciales siempre y cuando reconozca y cite la obra de la forma especificada por el autor o el licenciante.
- Los autores pueden establecer por separado acuerdos adicionales para la distribución no exclusiva de la versión de la obra publicada en la revista (por ejemplo, situarlo en un repositorio institucional o publicarlo en un libro), con un reconocimiento de su publicación inicial en esta revista.
- Se permite y se anima a los autores a difundir sus trabajos electrónicamente (por ejemplo, en repositorios institucionales o en su propio sitio web) antes y durante el proceso de envío, ya que puede dar lugar a intercambios productivos, así como a una citación más temprana y mayor de los trabajos publicados (Véase The Effect of Open Access) (en inglés).
- Lo anterior debe realizarse siempre sobre el artículo ya publicado por Minería y Geología.
La revista permite que los autores tengan los derechos de autor sin restricciones
La revista permite que los autores conserven los derechos de publicación sin restricciones