Erosion under turbulent slurry flow: applicability of ultrasound flow visualization for study of erosive wear
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Date
2024
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Abstract
El estudio de la erosión causada por el flujo turbulento de pulpas es crucial para el diseño y operación de sistemas de flujo multifásico, así como para predecir su confiabilidad y vida útil. Esta investigación explora la capacidad de la Velocimetría por Imágenes de Partículas por Ultrasonido (UPIV) para determinar los campos de flujo y los parámetros de impacto de partículas proyectadas desde un flujo turbulento de pulpa sobre una superficie objetivo en movimiento utilizando dos planos de observación, con la intención de contribuir a la mejora, validación y desarrollo de los actuales modelos de erosión. Se emplea una configuración de slurry pot, utilizando dos transductores montados en el exterior, perpendiculares entre sí, a tres niveles de velocidad rotacional, correspondientes a velocidades tangenciales nominales en la superficie de la muestra expuesta de 2.5, 3.0 y 3.5 m/s. Se examina la aplicabilidad del método para obtener parámetros del impacto de partículas. Se realiza un análisis comparativo de los resultados determinados por UPIV e inspección de la morfología de marcas de desgaste para su validación. Los principales resultados indican que las velocidades radiales son consistentes entre las mediciones de los dos planos de observación. Se obtienen tres componentes del vector de velocidad de impacto, no para impactos de partículas individuales sino como información estadística, y se formula un modelo de equivalencia de prueba de dureza (HTE model). Se comprueba que el método UPIV proporciona datos relevantes para medir y modelar el desgaste erosivo de materiales dúctiles expuestos al desgaste por lodos. Sin embargo, se debe tener en cuenta que los resultados de los parámetros calculados por análisis inverso de marcas de desgaste dependen significativamente del modelo utilizado y que no todos los impactos observables por ultrasonido producen marcas de desgaste.
Description
Tesis (Master of Science in Engineering)--Pontificia Universidad Católica de Chile, 2024
Keywords
Erosión por pulpas, Flujo turbulento, Ensayo de slurry pot, Velocimetría acústica, Impactos de partículas