o que é Cavitação?

A cavitação ocorre em sistemas de fluxo de fluidos onde as pressões estáticas locais estão abaixo da pressão de vapor dos fluidos.

 

A cavitação é um problema comum em bombas e válvulas de controle – causando sérios desgastes, rasgos e danos. Sob condições erradas, a cavitação reduz drasticamente a vida útil dos componentes.

O que é cavitação?

A cavitação  pode ocorrer quando a pressão estática local em um fluido atinge um nível abaixo da pressão de vapor do líquido na temperatura real. De acordo com a Equação de Bernoulli , isso pode acontecer quando um fluido acelera em uma válvula de controle ou em torno de um rotor de bomba.

A vaporização em si não causa o dano – o dano acontece quando o vapor quase imediatamente após a evaporação colapsa quando a velocidade diminui e a pressão aumenta.

Evitando a cavitação

A cavitação  pode, em geral, ser evitada por

  • aumentando a distância (diferença de pressão) entre a pressão estática local real no fluido – e a pressão de vapor do fluido na temperatura real

Isso pode ser feito por:

  • componentes de reengenharia iniciando velocidades de alta velocidade e baixas pressões estáticas
  • aumentando a pressão estática total ou local no sistema
  • reduzindo a temperatura do fluido

Reengenharia de Componentes Iniciando Velocidade de Alta Velocidade e Baixa Pressão Estática

A cavitação  e os danos podem ser evitados usando componentes especiais projetados para as condições adversas reais.

  • condições com grandes quedas de pressão podem – com limitações – ser tratadas por válvulas de controle de vários estágios
  • condições de bombeamento desafiadoras com temperaturas do fluido próximas à temperatura de vaporização podem ser tratadas com bombas especiais – trabalhando de acordo com outros princípios além das bombas centrífugas

Aumentando a pressão total ou local no sistema

Ao aumentar a pressão total ou local no sistema, a distância entre a pressão estática e a pressão de vaporização é aumentada e a vaporização e a cavitação podem ser evitadas.

A razão entre a pressão estática e a pressão de vaporização – uma indicação da possibilidade de vaporização, é frequentemente expressa pelo Número de Cavitação .

Infelizmente nem sempre é possível aumentar a pressão estática total devido às classificações dos sistemas ou outras limitações. A pressão estática local nos componentes pode ser aumentada baixando (elevando) o componente no sistema. Válvulas de controle e bombas em geral devem ser posicionadas na parte mais baixa de um sistema para maximizar a altura manométrica estática.

Esta é uma solução comum para bombas de alimentação de caldeiras que recebem condensado quente (água próxima a 100 o C ) de receptores de condensado em usinas de vapor.

Reduzindo a temperatura do fluido

A pressão de vaporização depende da temperatura do fluido. A pressão de vapor da água – nosso fluido mais comum – é indicada abaixo:

 

Temperatura
o C)

Pressão de Vapor
(kPa, kN/m 2 )

00,6
50,9
101.2
151,7
202.3
253.2
304.3
355.6
407,7
459.6
5012,5
5515,7
6020
6525
7032.1
7538,6
8047,5
8557,8
9070
9584,5
100101,33

 

Observação! – esteja ciente de que a pressão de evaporação – e possível cavitação – aumenta drasticamente com a temperatura da água.

A cavitação pode ser evitada posicionando os componentes na parte mais fria dos sistemas.

Exemplo – é comum localizar bombas e válvulas modulantes em sistemas de aquecimento nas linhas de retorno “frias” antes de aquecedores e trocadores de calor.

 

Fonte: https://www.engineeringtoolbox.com/cavitation-d_407.html