The CFD driven optimisation of a modified venturi for cavitational activity

• Published in: Canadian journal of chemical engineering 2011-12, Vol.89 (6), p.1366-1375
• Main Authors: Bashir, Tausif A., Soni, Advait G., Mahulkar, Amit V., Pandit, Aniruddha B.
• Format: Article
• Language: English
• Subjects: Angles (geometry); annular slit; Applied sciences; Cavitation; CFD; Chemical engineering; Collapse; Divergence; Exact sciences and technology; Holes; hydrodynamic; Hydrodynamics of contact apparatus; Mathematical models; Optimization; slit; Slits; venturi
• ISSN: 0008-4034; 1939-019X; 1939-019X
• DOI: 10.1002/cjce.20500

This work presents CFD‐based optimisation of the important geometrical parameters of a cavitating venturi. The parameters for optimisation were selected based on the analysis of the steps involved in the cavitation process like cavity inception, cavity growth, and cavity collapse. It was seen that the ratio of the perimeter of the venturi to the cross‐sectional area of its constriction quantifies the possible location of the inception of the cavity. The ratio of the throat length to its height (in the case of a slit venturi) controls the maximum size of the cavity and the angle of the divergence section controls the rate of collapse of a cavity. Based on the numerical study, it was concluded that a slit venturi (α = 2.7) with the slit length equal to its height (1:1) and a half angle of divergence section of 5.5° is an optimum geometry for best cavitational activity. Ce travail présente l'optimisation CFD‐basée des paramètres géométriques importants d'un venturi cavitation. Les paramètres d'optimisation ont été choisis basés sur l'analyse des étapes impliquées dans le processus de cavitation comme la création de cavité, la croissance de cavité et l'écroulement de cavité. On l'a vu que le rapport du périmètre du venturi à la section transversale de sa constriction (α) quantifie l'emplacement possible de la création de la cavité. Le rapport de la longueur de gorge à sa hauteur (dans le cas d'une fente venturi) contrôle la taille maximale de la cavité et l'angle de la section de divergence contrôle la vitesse de l'écroulement d'une cavité. Basé sur l'étude numérique, on a conclu qu'une fente venturi (α = 2,7) avec la longueur de la fente égale à sa hauteur (1:1) et un demi‐angle de la section de divergence de 5,5 est une géométrie optimum pour la meilleure activité de cavitation.