رفتار سایش کاویتاسیون برروی پره‌های چرخان با فلزات گوناگون

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

چکیده

در این مطالعه به‌صورت تجربی سایش کاویتاسیون بر روی مدل‌هایی از فلزات مختلف (چدن خاکستری، آلومینیم 1100، آلومینیم 6061 و فولاد ضد زنگ کروم دار) به‌صورت چرخان در دور مشخص در عدد بی بعد کاویتاسیون، سرعت و درجه حرارت یکسان در تونل بسته کاویتاسیون مورد بررسی قرار گرفت. نرخ کاهش وزن، تعداد حفره‌ها و نحوه خوردگی با میکروسکوپ‌های نوری و
SEM مورد بررسی قرار گرفت و تأثیر تغییرات دور بر سایش کاویتاسیون برای مدل‌هایی از فلزات مختلف مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج به‌دست آمده بیانگر آن است که قطر حفره‌های ناشی از کاویتاسیون مستقل از دور چرخش پره‌ها می‌باشد و با افزایش دور مدل‌ها، تعداد حفره‌ها و سایش کاویتاسیون بیشتر می‌شود. در این مطالعه مشخص گردید که پره از نوع فولاد ضد زنگ کروم‌دار مقاومت بیشتری در برابر سایش کاویتاسیون دارد و روابطی بر حسب نرخ کاهش وزن نسبت به دور ارائه گردید.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Cavitation Erosion Behavior in the Rotational Blade with Various Metals

چکیده [English]

In this study, experimental cavitation erosion is carried out on different types of rotational models (gray cast iron, aluminum 1100, aluminum 6061 and chromium stainless steel) at constant rotational speed, temperature and cavitation number in a cavitation closed tunnel. The weight loss rate and the behavior of corrosion were analyzed with SEM and optical microscopes. The effect of the rotational speed variation on the cavitation erosion was evaluated for models of different materials. The findings significantly showed that the diameter of the holes is independent from rotational speed and with increased rotational speed, the number of the holes and the cavitation erosion escalate. The study revealed that chrome stainless steel model has a higher resistance against cavitation erosion. The relationships between weight loss rate and rotational speed are further presented.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Cavitation
  • Saturated Vapor Pressure
  • Erosion
  • Weight Loss Rate
  • Cavitation Number

منابع

[1] Brennen C.E., Cavitation and Bubble dynamics, Oxford uni., 1995.

[2] LeCoffre Y., Maracoz, M.A., & Valibouse,B., Cavitation erosion in fluid systems, ASME, pp. 133-138, 1981.

[3] Domingouez-Cortazar M.A., France, J.P. & Mishel, J.,M., The errosive axial collapse of cavitating vortex, IMechE, c453, pp. 43-48, 1992.

[4] Franc J.P. & Michel J.M., Fundamental of cavitation, Kluwer Academic, 2004

[5] Young F.R., Cavitation , McGraw- Hill, 1989

[6] Hobbs J. M., Laird A. & Brunton W.C., Laboratory evaluation of the vibratory cavitation erosion test, N.E.L. rep. no. 271, National Engineering Laboratory, 1967.

[7] Brunton W.C., Hobbs J.M. & Laird A., Investigation of a cavitating film erosion test, N.E.L. rep. no. 431, National Engineering Laboratory, 1967

[8] Selim S. M.A., & Hutton S.P., Hydrodynamic simlitude for cavitation erosion, Proc. I Mech E, Second  Int. Symp. on cavitation, pp. 15-25, 1981.

[9] Marques P.V. & Trevisan R.E., “An sem-b method for the evaluation of the cavitation behavior of materials”, materials characterization, Vol. 41, No. 5, pp. 193-200, 1998.

[10] Dular M., Bachert B., Stoffel B. & Širok B., “Relation between cavitation structures and cavitation damage”, Wear, Vol. 257, No. 11, pp. 1176-1184, 2004.

[11] Ahmed S.M., Hokkirigawa, K., Ito Y., Oba R. & Matsvdaira Y., “Scanning on the incubation period of vibratory cavitation erosion”, Wear, Vol. 142, pp. 303 – 314, 1991.