DOI: https://doi.org/10.20535/2521-1943.2017.81.117480

Cavitation Liquid Leakage through Throttle Device

Tаras Tarasenko, Valerii Badakh

Abstract


The issues covering research of hydrodynamic cavitation in throttle devices are considered. The physical model of cavitation pressure variations in the Venturi nozzle type throttle device is considered in detail. On the basis of physical model, the analytical dependences of calculation of the scale of cavitation pressure variations in the throttle device are proposed for use in the technological processes of cleaning the elements of hydraulic equipment from contaminants. The efficiency of throttle devices as cavitation pressure variations generators is analyzed.

Keywords


hydrodynamic cavitation; cavity; cavitation pressure variations; throttle channels; visualization; cavitation properties

References


Pilipenko, V.V. (1989), Kavitacionny`e kolebaniya, Naukova dumka, Kiev, Ukraine.

Glazkov, M.M. (1990), “Model` kavitacionnoj zony` drossel`ny`x ustrojstv gidroprivoda”, NTK Gidravlika i gidroprivod mashin, avtomatov i promy`shlenny`x robotov v mashinostroenii, Kiev, pp. 24-25.

Oba, R. and Miyakura, X. (1987), “Stochastic behavior (randonness) of acoustic pressure pulsses in the near subcavitating range”, Intern. Journal, pp. 581 – 586, DOI: https://doi.org/10.1299/jsme1987.30.581

Ivchenko, V.M. (1980), Gidrodinamika mnogofaznykh zhidkostei. Kavitatsiya, KPI, Krasnoyarsk, Russia.

Puzik, O., Zaionchkovskyi, G. and Tarasenko, T. (2013), Experimental test-bench for reseaching properties of fuel-lubricant materials, Proceedings of the National aviation university, No.1, (54), pp. 78-81.

Hlazkov, M.M., Makarenko, M.H. and Tarasenko, T.V. (2007), “Matematychna model' rozmakhu kavitatsiynykh pul'satsiy tysku”, Materialy IX Mizhnarodnoyi naukovo-tekhnichnoyi konferentsiyi „Avia – 2007”, Vol. 2. NAU, Kyiv, Ukraine, pp. 60–62.

Hlazkov, M.M., Lanetskyy, V.H., Kurynkov, V.N. and Tarasenko, T.V. (2003), “Vlyyanye kavytatsyy na hydravlycheskye kharakterystyky drossel'nikh ustroystv hydropryvoda”, Visnyk SumDU Ser. Tekhnichni nauky, No. 13 (59), pp. 53–59.

Hlazkov, M.M., Kurinkov, V.M. and Tarasenko, T.V., Zayavnyk i patentotrymach NAU (2002), “Sposib ochyshchennya vnutrishn'oyi poverkhni truboprovodu ta prystriy dlya yoho zdiysnennya”, Pat. 51481 Ukrayina B08B9/27, No. 2002042866.

Glazkov, M.M. and Pilipenko, S.V. (1988), “Metodika spektral'nogo analiza kavitatsionnykh pul'satsii davleniya”, Proektirovanie i ekspluatatsiya promyshlennykh gidroprivodov i sistem gidropnevmoavtomatiki, 17–18 March 1988, Penza, Russia, pp. 72–73.

Pilipenko, V.V. and Zadontsev, V.A. (1976), Ob odnom mekhanizme avtokolebanii v gidravlicheskoi sisteme s kavitatsionnoi trubkoi Venturi, Naukova dumka, Kyiv, Ukraine.

Glazkov, M.M., Lanetskii, V.G., Makarenko, N.G. and Chelyukanov, I.P. (1987), Kavitatsiya v zhidkostnykh sistemakh vozdushnykh sudov, KIIGA, Kyiv, Ukraine.

Tarasenko, T.V., Badach, O., Puzik, K. (2013), Krayushkina Functional units based on cavitation effects for hydraulic systems of vehicles, Science – Future of Lithuania: 16th Conference for Junior Researchers, May 8, 2013, Vilnius, Lithuania, pp. 50-54.

Tarasenko, T.V., Romanenko, V.G. and Badakh, V.N. (2015), Vozniknovenie kavitatsii v ob"emnom nasose, Visnyk Natsional'noho tekhnichnoho universytetu KhPI, Seriya: Hidravlichni mashyny ta hidroahrehaty, No. 3. pp. 112–120.

Chervyakov, V.M. and Yudaev, V.F. (2007), Gidrodinamicheskie i kavitatsionnye yavleniya v rotornykh apparatakh, Mashinostrenie, Moscow, Russia.

Moholkar, V.S., Kumar, P.S. and Pandit, A.B. (1999), “Hydrodynamic cavitation for sonochemical effects”, Ultrasonics Sonochemistry, No. 6 (1), pp. 53-65.

Arrojo, S. and Benito, Y. (2008), “A theoretical study of hydrodynamic cavitation”, Ultrasonics Sonochemistry, Vol. 15, No. 3, pp. 203-211.

Gogate, P.R. (2008), Cavitational reactors for process intensification of chemical processing applications: a critical review, Chemical Engineering and Processing: Process Intensification, Vol. 47, No. 4, pp. 515-527.

Gogate, P.R. and Pandit, A.B. (2000), “Engineering design methods for cavitation reactors II: hydrodynamic cavitation”, AIChE journal, Vol. 46, No. 8, pp. 1641-1649, DOI: 10.1002/aic.690460815

Jyoti, K.K. and Pandit, A.B. (2001), “Water disinfection by acoustic and hydrodynamic cavitation”, Biochemical Engineering Journal, Vol. 7, No. 3, pp. 201-212.

Capocelli, M. (2014), “Hydrodynamic cavitation of p-nitrophenol: a theoretical and experimental insight”, Chemical Engineering Journal, Vol. 254, pp. 1-8, https://doi.org/10.1016/j.cej.2014.05.102

Mishra, C. and Peles, Y. (2006), “An experimental investigation of hydrodynamic cavitation in micro-Venturis”, Physics of Fluids, Vol. 18, No. 10, pp. 103-603, https://doi.org/10.1063/1.2360996

Sharma, A. (2008), “Modeling of hydrodynamic cavitation reactors based on orifice plates considering hydrodynamics and chemical reactions occurring in bubble”, Chemical Engineering Journal, Vol. 143, No. 1, pp. 201-209, https://doi.org/10.1016/j.cej.2008.04.005

Batoeva, A.A. (2011), “Perspektivy primeneniya nizkonapornoi gidrodinamicheskoi kavitatsii v protsessakh ochistki stochnykh vod”, Voda: khimiya i ekologiya, No. 9, pp. 27-31.

Kovalev, A.A. (2013), “Modelirovanie kavitatsionnogo vozdeistviya na rabochuyu poverkhnost' izdeliya, ekspluatiruemogo v gidrodinamicheskoi srede”, Nauka i obrazovanie: nauchnoe izdanie MGTU im. NE Baumana, No. 11.


GOST Style Citations


  1. Пилипенко В.В. Кавитационные колебания / В.В. Пилипенко. – Киев: Наукова думка, 1989. – 316 с.
  2. Глазков М.М. Модель кавитационной зоны дроссельных устройств гидропривода.  /М.М. Глазков, С.В. Пилипенко, Н.Г. Макаренко /Сб. Тез. док. НТК Гидравлика и гидропривод машин, автоматов и промышленных роботов в машиностроении. 20 – 22 сентября. – Киев, 1990. с. 24 – 25.
  3. Oba R. Stochastic behavior (randonness) of acoustic pressure pulsses in the near subcavitating range / R. Oba, X. Miyakura / Intern. Journal. – 1987. – P. 581 – 586.
  4. Ивченко В.М. Гидродинамика многофазных жидкостей. Кавитация. Учебное пособие. / В.М. Ивченко. – Красноярск, КПИ, 1980. – 91 с.
  5. Puzik O. Experimental test-bench for reseaching properties of fuel-lubricant materials / O. Puzik, G. Zaionchkovskyi, T. Tarasenko // Proceedings of the National aviation university. – 2013. – №1 (54). – P. 78-81.
  6. Глазков М.М. Математична модель розмаху кавітаційних пульсацій тиску / М.М. Глазков, М.Г. Макаренко, Т.В. Тарасенко // Матеріали IX Міжнародної науково-технічної конференції „Авіа –2007”. – Том №2. – К.: НАУ. – 2007. – С. 60–62.
  7. Глазков М.М. Влияние кавитации на гидравлические характеристики дроссельных устройств гидропривода / М.М. Глазков, В.Г. Ланецкий, В.Н. Куринков, Т.В. Тарасенко // Вісник СумДУ.  Сер. Технічні науки. – 2003, №13 (59) – С. 53–59.
  8. Пат. 51481 Україна B08B9/27. Спосіб очищення внутрішньої поверхні трубопроводу та пристрій для його здійснення / Глазков М.М., Курінков В.М., Тарасенко Т.В.; заявник і патентотримач НАУ. – № 2002042866; Заявл. 09.04.2002; Опубл. 15.11.2002, Бюл. №11. – 2 с.
  9. Глазков М.М. Методика спектрального анализа кавитационных пульсаций давления / М.М. Глазков, С.В. Пилипенко // Проектирование и эксплуатация промышленных гидроприводов и систем гидропневмоавтоматики: тез. докл. конф.. – 17–18 марта1988 г., – Пенза.1988 г. – С. 72–73.
  10. Пилипенко В.В. Об одном механизме автоколебаний в гидравлической системе с кавитационной трубкой Вентури / В.В. Пилипенко, В.А. Задонцев. – К.: Наукова думка, 1976. – 103 с.
  11. Глазков М.М. Кавитация в жидкостных системах воздушных судов / М.М. Глазков, В.Г. Ланецкий, Н.Г. Макаренко, И.П. Челюканов. – К.: КИИГА, 1987. – 62 с.
  12. Tarasenko T. Functional units based on cavitation effects for hydraulic systems of vehicles / T. Tarasenko, V. Badach, O. Puzik, K. Krayushkina // Science – Future of Lithuania:  16th Conference for Junior Researchers, May 8,  2013.: abstracts. – Vilnius (Lithuania), 2013. – P. 50-54.      
  13. Тарасенко Т. В. Возникновение кавитации в объемном насосе / Т.В.Тарасенко, В.Г. Романенко, В.Н. Бадах //Вісник Національного технічного університету ХПІ. Серія: Гідравлічні машини та гідроагрегати. – 2015. – №. 3. – С. 112–120-112–120.       
  14. Червяков В. М. Гидродинамические и кавитационные явления в роторных аппаратах / В.М. Червяков, В.Ф. Юдаев. - М.: Машинострение-1, 2007. - 128 с.           
  15. Moholkar, V. S. Hydrodynamic cavitation for sonochemical effects / P. S., Kumar, A. B. Pandit // Ultrasonics Sonochemistry, 1999. -  6(1) – P. 53-65.       
  16. Arrojo S., A theoretical study of hydrodynamic cavitation / S. Arrojo, Y. Benito  // Ultrasonics Sonochemistry. – 2008. – Т. 15. – №. 3. – P. 203-211.                     
  17. Gogate P. R. Cavitational reactors for process intensification of chemical processing applications: a critical review / P. R. Gogate  // Chemical Engineering and Processing: Process Intensification. – 2008. – Т. 47. – №. 4. – P. 515-527.       
  18. Gogate P. R. Engineering design methods for cavitation reactors II: hydrodynamic cavitation / P. R. Gogate, A. B. Pandit //AIChE journal. – 2000. – Т. 46. – №. 8. – P. 1641-1649.                   
  19. Jyoti K. K. Water disinfection by acoustic and hydrodynamic cavitation / K. K. Jyoti, A. B. Pandit // Biochemical Engineering Journal 2001. – Т. 7. – №. 3. – P. 201-212.                     
  20. Capocelli M. Hydrodynamic cavitation of p-nitrophenol: a theoretical and experimental insight / M. Capocelli //Chemical Engineering Journal2014. – Т. 254. – P. 1-8.          
  21. Mishra C. An experimental investigation of hydrodynamic cavitation in micro-Venturis / Mishra C., Peles Y. //Physics of Fluids 2006. – Т. 18. – №. 10. – P. 103-603.    
  22. Sharma A. Modeling of hydrodynamic cavitation reactors based on orifice plates considering hydrodynamics and chemical reactions occurring in bubble / A. Sharma // Chemical Engineering Journal, 2008. – Т. 143. – №. 1. – P. 201-209.               
  23. Батоева А. А.  Перспективы применения низконапорной гидродинамической кавитации в процессах очистки сточных вод / А. А. Батоева //Вода: химия и экология,2011. – №. 9. – С. 27-31.       
  24. Ковалев А. А. Моделирование кавитационного воздействия на рабочую поверхность изделия, эксплуатируемого в гидродинамической среде / А. А. Ковалев //Наука и образование: научное издание МГТУ им. НЭ Баумана,2013. – №. 11.