Vliv rozpuštěného vzduchu na hydrodynamickou kavitaci

Abstract

Práce se zabývá hydrodynamickou kavitací saturované kapaliny v mikrofluidické trati s Venturiho dýzou. Práce vytváří teoretický základ v oblasti saturace kapaliny plynem, vzniku kavitace, difuzních mechanismů a kolapsu kavit. V praktické části se na mikrofluidickém obvodu a tlakovém zásobníku realizuje experiment, při kterém sledujeme počátek kavitace a chování rozvinuté kavitace při průchodu Venturiho dýzou. Do zásobníku je přiveden plyn o zvýšeném tlaku saturující kapalinu v zásobníku. Po nasycení je kapalina vypuštěna do obvodu. Ve Venturiho dýze je akusticky i vizuálně sledován počátek kavitace. Počátek kavitace je detekován i pomocí závislosti -\sigma. Po rozvinutí kavitace je pozorována perzistence kavit vzhledem k množství plynu rozpuštěném v kapalině. Naměřené hodnoty potvrzují předpoklady popsané v teoretické části. Nekonformní bylo porovnání datové řady demineralizované vody a kohoutkové vody sycených vzduchem, kdy demineralizovaná voda kavitovala při vyšších kavitačních číslech pro tlaky 4 kPa a 6 kPa. Další výzkum by mohl směrovat k podsaturované kapalině a lepší kontrole vlastností kapaliny se speciální pozorností na množství nukleí v kapalině.Thesis is focused on hydrodynamic cavitation in gas saturated liquid flowing in microfluidic circuit with Ventruri noozle. Thesis describes theoretical base in fields of: gas saturation of liquids, cavitation inception, diffusion mechanisms and cavitation collapses. In practical part experiment on microfluidic circuit was done. In pressurised tank liquid was saturated by gas, after letting the mixture into noozle we observed beginning of cavitation by acoustic and visual way. Inception of cavitation was also observed by -\sigma graphs. With increasing pressure in tank we observed developed cavitation, its persistivity was compared with increasing amount of gas in liquid. Measured values are supported by theoretical part of thesis. There was nonconformity in comparison of demineralised water and tap water saturated by air, where demineralised water cavitated during higher cavitation numbers for saturating pressures of 4 and 6 kPa. Further research could focus on undersaturated water as well as on better control of water properties, especially on number of nuclei within.