Estudio de la evolución espacial de la concentración de burbujas por técnicas de análisis de imagen en flujos cavitantes.

A lo largo de esta memoria se expondrán los resultados obtenidos sobre el estudio de parte de la fenomenología, característica de los procesos de cavitación hidrodinámica, al generarla con diferentes geometrías de contracción/expansión, con el objetivo fundamental de determinar las posibles aplicaciones a la hora de explotar el fenómeno de la cavitación. A través de técnicas de análisis de imágenes se ha estudiado la evolución espacial de la concentración de burbujas en flujos cavitantes. El fenómeno se generó en un canal bidimensional al que se le han colocado obstáculos con diversas geometrías para producir diferentes condiciones de cavitación. En función del caudal circulante y de la forma de la contracción se han logrado diversas condiciones en las nubes de burbujas de vapor así generadas, y manifestadas a través de su concentración dentro del campo de flujo. El estudio sobre la concentración de burbujas, a su vez, se realizó a través de la escala de grises obtenidos de los fotogramas (cuadros) adquiridos con una cámara de alta velocidad. Con base en este análisis, realizado en regiones adecuadas del campo de flujo, se pudo observar la evolución espacial del proceso de generación, crecimiento e implosión de las burbujas de vapor. Los resultados así obtenidos generarán una base de datos que permita predecir, con criterios adecuados, respecto a la forma de las contracciones/expansiones, el uso y explotación del fenómeno en diversas aplicaciones. <br /

Proyecto de dispositivo experimental para el tratamiento de aguas residuales mediante cavitación hidrodinámica

Aunque la cavitación nace en conexión con fenómenos nocivos, las investigaciones sobre este fenómeno han llevado a aprovechar ciertos efectos positivos en determinadas aplicaciones, por ejemplo en la eliminación de microorganismos en el agua y la oxidación de agentes químicos peligrosos, por lo que la caracterización de los fenómenos que intervienen en su desarrollo ha generado un gran interés científico en las últimas décadas.En este trabajo se ha proyectado un dispositivo experimental para la realización de ensayos de cavitación hidrodinámica y la posterior caracterización del tratamiento logrado en la eliminación de elementos nocivos (químicos y bacteriológicos).Se han estudiado los factores que intervienen en experimentos relacionados con la cavitación en un dispositivo rotatorio (geometría del rotor y del estator, condiciones de operación, ...) y se ha proyectado un dispositivo que permite realizar ensayos con diferentes configuraciones de geometría y de velocidad de rotación.El equipo experimental se compone de cuatro partes principales: la estructura que soporta y sitúa convenientemente todos los componentes, la instalación hidráulica que alimenta y descarga el dispositivo cavitador, el dispositivo donde se genera cavitación hidrodinámica y el equipo de potencia y control. El diseño final realizado pretende lograr modularidad, facilidad en la operación y adecuado control de los ensayos, de manera que pueda ser utilizado en laboratorios de investigación, con muestras de hasta 250 ml, y sin requerimientos de mano de obra especializada.<br /

Diseño y construcción de una instalación experimental para ensayos de cavitación hidrodinámica

Este trabajo tiene por objeto el diseño de una instalación experimental para realizar ensayos de cavitación. La formación y desarrollo de burbujas en el líquido está basada en fenómenos hidrodinámicos y, por tanto, en el descenso local de la presión debido al aumento de la energía cinética. El estudio y caracterización de los fenómenos de cavitación es actualmente de gran interés por parte de los investigadores que pretenden aprovechar la elevada energía derivada de la implosión de las burbujas para aplicaciones como el tratamiento y desinfección de aguas. Para llevar a cabo el diseño de una instalación operativa y adaptable a los requisitos de investigación, se han estudiado diferentes alternativas, de las que finalmente, se ha seleccionado la alternativa basada en la recirculación de líquido mediante bombeo. Además se ha propuesto la utilización de un canal de sección rectangular, de 50x20 mm, para el desarrollo del flujo, en el que se puede situar un obstáculo de forma y tamaño variable, lo que permite el estudio experimental en configuraciones muy diferentes. El canal es de paredes transparentes para facilitar la visualización y aplicar técnicas ópticas de medida (como la anemometría de desfase Doppler) en el flujo de burbujas. El trabajo ha incluido la determinación del punto de funcionamiento de la instalación. Se han seleccionado la bomba, rotámetro y elementos hidráulicos comerciales basados en tubería de PVC de 63 mm de diámetro y se han diseñado los elementos de adaptación entre la sección circular de la tubería y la sección rectangular del canal. Todo ello se ha montado en una estructura soporte, calculada mecánicamente, al igual que el canal, para soportar los esfuerzos generados. El proyecto ha sido finalmente realizado. La documentación gráfica necesaria para su ejecución se recoge en los Planos y el coste de realización y montaje, considerando diferentes ofertas, en el Presupuesto