Curso Online de MÁQUINAS HIDRALICAS

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MÁQUINAS HIDRÁULICAS

Cavitação

Nesta unidade, apresentamos o fenômeno de cavitação observado em instalações de bombeamento.
Para que possamos compreender o fenômeno de cavitação, consideramos um trecho de uma dada instalação de bombeamento representado pela figura 7.2, onde calculamos a pressão na entrada da bomba.
                                                                                                                     

Aplicando a equação da energia de (0) a (e),temos:
                                                 

                                                                                                          
Através da temperatura de escoamento do fluido, com auxílio de um manual de termodinâmica, podemos determinar a pressão de vapor - pvapor (tensão de vapor), que representa a pressão que para a temperatura de escoamento, teríamos a mudança de líquido para vapor em um processo isobárico.
Se a peabs (pe + patm local ) for menor ou igual a pvapor, temos o fenômeno de evaporação à temperatura de escoamento, que é denominado de cavitação.
Notas:
1 → O fenômeno de cavitação observado na entrada da bomba (peabs  < pvapor) é denominado geralmente de supercavitação e é considerado um erro grosseiro do projetista.

Ao considerar as figuras 7.3.a e 7.3.b, verificamos que a bolha de vapor ao ser lançada na direção do difusor da bomba, onde a energia total é maior e a pressão maior que a pressão atmosfera, esta irá sofrer a condensação repentina com grande liberação de energia, ocorrendo a penetração do fluido nos espaços vazios do material (função do tamanho dos grãos) do rotor, podendo promover o "arrancamento” de grãos.

2 → A pressão na entrada da bomba não representa o ponto de menor pressão do escoamento, este ocorre no interior do corpo da bomba, o que equivale a dizer que o fato de não ocorrer o fenômeno de cavitação na entrada da bomba não garante que o mesmo não ocorra em seu interior.

Nota: (1) – carcaça da bomba e (2) é o seu rotor.

O fenômeno de cavitação, geralmente propicia os seguintes problemas:

1º → erosão

2º → vibrações

3º → diminuição do rendimento

4o → diminuição do tempo vida da bomba ...

As figuras 7.4 e 7.5 mostram rotores de turbina e de bomba, respectivamente, que foram submetidos ao fenômeno de cavitação durante um dado período

Pelo fato do fenômeno de cavitação poder comprometer todo o projeto de uma instalação de bombeamento alguns cuidados preliminares devem ser tomados para evitá-lo, cuidados estes baseados na equação 7.6, onde objetiva-se trazer a pe o mais perto possível da patm, ou até mesmo superior a ela.