Hydrodynamic cavitation is the formation, growth and subsequent collapse of vapor bubbles in a moving liquid. It is extremely important to determine conditions of cavitation inception and when it starts damaging industrial equipment. In some cases, such as hydrodynamic cleaning it is important to understand how to improve the cavitation phenomenon in order to enhance cleaning properties. The cavitation number is a parameter used to predict cavitation and its potential effects. In this paper we discuss limitations of this parameter and demonstrate that it cannot be considered sufficient to predict cavitation inception and development in the fluid flow. The experimental setup was designed and built to study cavitation inception in various nozzles. RANS SST k–ω turbulence model was used in this study to model turbulent flow in ANSYS Fluent. CFD calculations were compared to experimental results. It was shown that cavitation inception was sensitive to change in nozzle geometry and, since geometrical parameters are not included in cavitation number formula, scenarios of cavitation inception can be different at the same cavitation number.

The antifouling and condensation properties of the Rust-Oleum Neverwet and Ultra Ever Dry systems have been experimentally studied in order to employ the effect of superhydrophobicity under marine conditions. The experiments have shown that the deposited coatings hinder the appearance of first colonies at contact angles θ_С ≥ 130°. The rate of condensation on a superhydrophobic surface is increased by 8–13% relative to that on an untreated surface. However, at the initial stage, the increase in the condensation rate is due to the larger specific area of the rough surface as compared with the smooth surface. A high heat-transfer coefficient can be provided by the transition of droplets into the Cassie–Baxter state, with this transition depending on the texture of a surface and the properties of water vapor. Nevertheless, there are substantial problems that must be solved to make such coatings applicable. First, their microstructure must be rather strong to withstand the conditions of a marine medium. Second, the coating must remain superhydrophobic for a long time. Additional studies and elaborations must be carried out before employing superhydrophobic coatings under real conditions.

A Rotary-Pulsation Apparatus (RPA), also known in the literature as a Rotational Hydrodynamic Cavitation Reactor (RHCR), is a device which typically consists of a rotating mechanism that generates pulsations or vibrations within a fluid. This can be achieved through various means such as mechanical agitation, pneumatic pulses, or hydraulic forces. It is widely used in food, chemical, pharmaceutical, and microbiological industries to improve the mixing of different fluids, dispersion, pasteurization, and sterilization. In the present paper, a CFD study was conducted to develop and optimize the geometry of the RPA’s rotor and stator to induce cavitation in the fluid flow. The effect of cavitation has the potential to improve dispersion and emulsion properties and to significantly reduce operation pressure, in comparison to conventional mixing systems.

The work is directed at solving the problem of reducing the efficiency of marine industrial facilities, in particular shipping, due to the harmful effects caused by biological soiling. The technology of superhydrophobic coating is combining economic and environmental criteria for the protection of hulls. However, there are problems for their widespread use, associated with temporary surface degradation and loss of the superhydrophobic state. Therefore, experimental studies, including observations of the behavior of sea-water drops on the superhydrophobic surfaces of materials used in shipbuilding, help to identify the causes of the microstructure disturbance of the layer and the loss of necessary properties. In this work, the mechanism of evaporation of natural sea water droplets on the superhydrophobic surface of A40S shipbuilding steel is considered. A possibility of loss of a superhydrophobic state with salt concentration increase due to a droplet´s volume decrease, the dependence of the contact angle on the evaporation time was investigated on a specially designed unit. The effect of the force of gravity on the shape of a drop is estimated. It is shown that in the process of evaporation the contact angle decreases, but before the crystallization process begins, it exceeds 150º, thereby preserving the superhydrophobic properties of the surface. A decrease in volume does not completely eliminate the effect of gravity on the shape of the drop, but reaches its minimum for a value of 0.5 μl. The obtained results contribute to the further investigation of the properties of superhydrophobic coatings, and expand the possibilities of their application in shipbuilding. В работе экспериментально исследовано поведение капель морской воды на супергидрофобном покрытии судостроительной стали марки A40S в процессе испарения. На специально сконструированной установке выполнены оптические наблюдения формы капель. Получены зависимости краевого угла при уменьшении их объема от времени испарения. Показана стабильность супергидрофобного состояния вплоть до начала процесса кристаллизации соли и сделана количественная оценка влияния сил гравитации на форму капли. Полученные результаты направлены на расширение понимания возможности реального применения супергидрофодных покрытий для защиты корпусов судов.

Цель. Целью исследования является поиск путей использования кавитационных эффектов в создании новых технологий и способов применения уникальных возможностей, возникающих в условиях развитой пузырьковой кавитации. В данной работе экспериментально исследовано эрозийное разрушение бетона, вызванное затопленной кавитационной струей, с целью выявления закономерностей глубины повреждения при различных режимах истечения. Метод. Испытания проведены на специально изготовленном экспериментальном стенде, содержащем приемный бак, из которого вода поступала в плунжерный насос с электродвигателем, и нагнеталась через шланг высокого давления в кавитатор. Критериями оценки интенсивности воздействия кавитации были выбраны зависимость глубины эрозионной зоны от времени испытаний и относительного расстояния до среза кавитатора ε при различных значениях входного давления Po. Результат. Представлены экспериментальные зависимости и аналитическая функция, полученные методом регрессионного анализа, скорости проникновения эрозии от времени и относительного расстояния между образцом и срезом кавитатора. Для выбранных параметров струйного истечения оптимальное расстояние от разрушаемой поверхности до кавитатора находится в диапазоне (10-40) ε и достигает максимального эффекта в интервале давлений 2,5-12,5 МПа в среднем за 30 с. Соотношения значений глубины и скорости проникновения эрозии при заданных параметрах давления P0, противодавления Pк, расстояния от среза кавитатора до поверхности, диаметра кавитатора, соответствуют максимальному эрозионному воздействию кавитации. Вывод. Исследование кавитационной эрозии открывает широкие возможности для оценки срока эксплуатации гидротехнических объектов, находящихся под активным воздействием затопленных кавитационных струй. Изменяя параметры струйного истечения можно получить различную интенсивность эрозионного разрушения материала для применения этого явления при очистке и измельчении бетона.