Erosion under turbulent slurry flow : an experimental determination of particle impact conditions and distribution there of by image processing

En flujos turbulentos, el desgaste erosivo es causado por impactos de partículas desviadas del flujo nominal por la acción de las fluctuaciones turbulentas. Así, la topografía de la superficie durante el proceso de erosión contiene información significativa sobre la extensión del desgaste erosivo, como lo son la profundidad de los cráteres y el volumen de material removido. Esta investigación describe una determinación experimental de la distribución del ángulo de impacto y del ángulo de direccionalidad mediante un análisis de imágenes de zonas desgastadas, así como un procedimiento de análisis inverso para la determinación de la velocidad de impacto de partículas mediante información de perfilometría 3D y modelación. Se utiliza la configuración slurry pot para producir daños por desgaste en una pieza de cobre al exponerse al flujo de microesferas de vidrio de baja concentración. La degradación se evalúa mediante la pérdida de peso, y los datos topográficos para el análisis de la imagen se obtienen mediante perfilometría 3D. El modelado se lleva a cabo a través de dos modelos empíricos (Oka y Huang) y un modelo teórico (Cheng). Los resultados revelan que la mayor parte de la energía cinética es transferida por la componente tangencial de la velocidad de impacto dado por bajos ángulos de impacto, independientemente del tamaño de partícula. Las condiciones de impacto de partículas no distribuyen normal y se establece estadísticamente un ángulo de impacto máximo para la configuración slurry pot. Además, la velocidad calculada puede diferir mucho según el modelo utilizado, donde los modelos Huang y Cheng están más cercanos a las condiciones de flujo nominal que el modelo Oka. Finalmente, se explora el grado de correlación monotónica entre las variables experimentales para marcas erosivas individuales.En flujos turbulentos, el desgaste erosivo es causado por impactos de partículas desviadas del flujo nominal por la acción de las fluctuaciones turbulentas. Así, la topografía de la superficie durante el proceso de erosión contiene información significativa sobre la extensión del desgaste erosivo, como lo son la profundidad de los cráteres y el volumen de material removido. Esta investigación describe una determinación experimental de la distribución del ángulo de impacto y del ángulo de direccionalidad mediante un análisis de imágenes de zonas desgastadas, así como un procedimiento de análisis inverso para la determinación de la velocidad de impacto de partículas mediante información de perfilometría 3D y modelación. Se utiliza la configuración slurry pot para producir daños por desgaste en una pieza de cobre al exponerse al flujo de microesferas de vidrio de baja concentración. La degradación se evalúa mediante la pérdida de peso, y los datos topográficos para el análisis de la imagen se obtienen mediante perfilometría 3D. El modelado se lleva a cabo a través de dos modelos empíricos (Oka y Huang) y un modelo teórico (Cheng). Los resultados revelan que la mayor parte de la energía cinética es transferida por la componente tangencial de la velocidad de impacto dado por bajos ángulos de impacto, independientemente del tamaño de partícula. Las condiciones de impacto de partículas no distribuyen normal y se establece estadísticamente un ángulo de impacto máximo para la configuración slurry pot. Además, la velocidad calculada puede diferir mucho según el modelo utilizado, donde los modelos Huang y Cheng están más cercanos a las condiciones de flujo nominal que el modelo Oka. Finalmente, se explora el grado de correlación monotónica entre las variables experimentales para marcas erosivas individuales.