Piezoelectric Sensors Placement Strategy for Accurate Acoustic Data Evaluation in Cavitation-induced Erosion Processes

سال انتشار: 1404
نوع سند: مقاله ژورنالی
زبان: انگلیسی
مشاهده: 276

فایل این مقاله در 16 صفحه با فرمت PDF قابل دریافت می باشد

استخراج به نرم افزارهای پژوهشی:

لینک ثابت به این مقاله:

شناسه ملی سند علمی:

JR_JAFM-18-3_005

تاریخ نمایه سازی: 6 بهمن 1403

چکیده مقاله:

Evaluation of cavitation erosion risk, whether through numerical (CFD) or experimental methods, is crucial in many fluid flow design processes. This risk correlates directly with cavitation signals on affected surfaces. The aim of this study is to optimize the placement of piezoelectric sensors to investigate cavitation-induced erosion on solid surfaces and to enhance the numerical evaluation of their correlation with recorded signals from the sensors. In this study, based on the technical specifications of the K۲۳ tunnel, a convergent-divergent channel has been designed to reduce the pressure in its test section below the vapor pressure, thereby creating the potential for bubble formation on the sample plate. Within this channel, four semi-cylindrical bluff bodies have been utilized as the most effective obstacles to increase cavitation erosion. A quick method for identifying cavitation erosion involves applying a special color to the sample plate. The Film Applicator has been employed as the optimal tool for achieving a uniform color and a thin paint layer on the sample plate. Through CFD modeling, potential cavitation zones are identified under various test conditions to refine the placement of piezoelectric sensors in experimental tests. As a result, piezoelectric sensors are positioned more accurately to measure sound pressure levels. The sound pressure levels obtained using piezoelectric sensors in the time domain, are compared with erosion-induced cavitation zones on the sample test surfaces. The strong agreement between sound pressure levels and observed erosion on the sample plates confirms the accuracy and improvement in the placement of piezoelectric sensors based on CFD modeling.

کلیدواژه ها:

Placement of the piezoelectric ، Erosion ، Sound pressure level ، Cavitation tunnel K۲۳ ، Bluff body

نویسندگان

A. Nasseroleslami

Shahrood University of Technology, Shahrood, Semnan, Iran

A. Sarreshtehdari

Shahrood University of Technology, Shahrood, Semnan, Iran

M. S. Seif

Sharif University of Technology, Tehran, Iran

مراجع و منابع این مقاله:

لیست زیر مراجع و منابع استفاده شده در این مقاله را نمایش می دهد. این مراجع به صورت کاملا ماشینی و بر اساس هوش مصنوعی استخراج شده اند و لذا ممکن است دارای اشکالاتی باشند که به مرور زمان دقت استخراج این محتوا افزایش می یابد. مراجعی که مقالات مربوط به آنها در سیویلیکا نمایه شده و پیدا شده اند، به خود مقاله لینک شده اند :
  • Bajic, B. (۲۰۰۲). Multidimensional Diagnostics of turbine cavitation. Journal of ...
  • Brennen, C. (۱۹۹۵). Cavitation and bubble dynamics. Oxford University Press ...
  • Shekhani, H. (۲۰۲۴). COMSOL Simulation of the Direct Piezoelectric Effect. ...
  • Čudina, M. (۲۰۰۳). Detection of cavitation phenomenon in a centrifugal ...
  • Čudina, M., & Prezelj, J. (۲۰۰۸). Use of audible sound ...
  • De, M. K., & Hammitt, F. G. (۱۹۸۲). New method ...
  • Dunlop, R. (۲۰۱۵). Simulating Two Phase Flows Using Star-CCM+. MSc ...
  • Elforjani, M., & Mba, D. (۲۰۰۹). Detecting natural crack initiation ...
  • Escaler, X., Avellan, F., & Egusquiza, E. (۲۰۰۱). Cavitation Erosion ...
  • Escaler, X., Farhat, M., Avellan, F., & Egusquiza, E. (۲۰۰۳). ...
  • Flageul, C., Fortes, R., & Archer, A. (۲۰۱۲). Cavitation erosion ...
  • François, L. (۲۰۱۲). Vibratory detection system of cavitation erosion: historic ...
  • Garcia, R., & Hammitt, F. G. (۱۹۶۶). Cavitation damage and ...
  • Ge, H., Li, J., & Chen, H. (۲۰۱۶). Cavitation noise ...
  • Ghahramani, E., Jahangir, S., Neuhauser, M., Bourgeois, S., Poelma, C., ...
  • Hattori, S., & Ishikura, R. (۲۰۱۰). Revision of cavitation erosion ...
  • Hattori, S., Mori, H., & Okada, T. (۱۹۹۸). Quantitative evaluation ...
  • He, Y., & Shen, Z. (۲۰۲۲) Experimental Research on Cavitation ...
  • Helal, M. M., Ahmed, T. M., Banawan, A. A., & ...
  • Jahangir, S., Ghahramani, E., Neuhauser, M., Bourgeois, S., Bensow, R. ...
  • Jirarungsatian, C., & Prateepasen, A. (۲۰۱۰). Pitting and uniform corrosion ...
  • Ju, H. J., & Choi, J. S. (۲۰۲۲). Experimental study ...
  • Karimi, A., & Martin, J. L. (۲۰۱۳). Cavitation erosion of ...
  • Lee, I., Park, S., Seok, W., & Rhee, S. H. ...
  • Lush, P. A., & Angell, B. (۱۹۸۴). Correlation of cavitation ...
  • Mardin, H., Kamil, K., Amri, A., & Rizal, M. (۲۰۲۳). ...
  • Mitrović, D., Zeppelzauer, M., & Breiteneder, C. (۲۰۱۰). Features for ...
  • Momma, T., & Lichtarowicz, A. (۱۹۹۵). A study of pressures ...
  • Shibuya, K., (۲۰۰۱), Murata Manufacturing catalog. Piezoelectric Ceramic Sensors (PIEZOTITE) ...
  • Nadery, A., Ghassemi, H., & Chybowski, L. (۲۰۲۱). The effect ...
  • Richman, R. H., & McNaughton, W. P. (۱۹۹۰). Correlation of ...
  • Siemens Digital Industries Software. (۲۰۲۱). Simcenter STAR-CCM+ Documentation Version ۲۰۲۱.۲. ...
  • Sikirica, A., Carija, Z., Kranjcevic, L., & Lucin, I. (۲۰۱۹). ...
  • Sipilä, T. P., Sánchez-Caja, A., & Siikonen, T. L. (۲۰۱۴). ...
  • Steller, J., Gireń, B. G., & Polska Akademia Nauk. (۲۰۱۵). ...
  • Tunnel, C. (۲۰۰۱). K۲۳ cavitation tunnel. Cussons Technology Ltd https://www.cussons.co.uk ...
  • Varga, J. J., Sebestyen, G., & Fay, A. (۱۹۶۹). Detection ...
  • Yamagata, T., Saito, N., & Fujisawa, N. (۲۰۱۶). Aeolian tone ...
  • Ylönen, M., Saarenrinne, P., Miettinen, J., Franc, J.-P., Fivel, M. ...
  • Zhang, S., Qian, Z., & Ji, B. (۲۰۲۲). Estimation of ...
  • نمایش کامل مراجع