Inicio de cavitación en vórtices contrapuestos de discos divergentes

La cavitación ocurre cuando la presión local, inducida por altas velocidades locales, cae por debajo de la presión de vapor, lo que conduce a la formación de burbujas de vapor. El colapso subsiguiente de estas burbujas puede causar ruido, erosión y vibraciones. Estudios recientes muestran que la cavitación es sensible a la calidad del agua, es decir, las poblaciones de núcleos, la composición química del agua y la presencia de partículas. Motivados por investigar los efectos de la calidad del agua en la cavitación, se realizan experimentos en una instalación experimental dedicada. Esto consiste en dos discos coaxiales que están inicialmente en reposo y en contacto mutuo, en un tanque lleno de agua. El rápido movimiento divergente del disco superior con respecto al inferior produce un flujo de chorro dentro de la rendija entre los discos, lo que conduce a la formación de dos vórtices contrapuestos. La caída de presión local inducida por altas velocidades de flujo conduce a un cambio de fase. Para caracterizar el fenómeno, se aplican dos técnicas ópticas, es decir, la sombra gráfica y la velocimetría de imagen de partículas (PIV). Al realizar la reconstrucción PIV, la suma de correlaciones mejora la resolución espacial de los campos de vectores de velocidad. El campo de presión en la región donde ocurren los vórtices se obtiene a partir de datos de velocidad. Se investigan los efectos de la calidad del agua en la cavitación al agregar sal y usar agua con una abundancia de núcleos dentro del tanque.