quinta-feira, 14 de maio de 2009

Cavitação

Considere a água a 101,33 kpa e 45°C. Nesta pressão a água ferve a 100°C e nesta temperatura a água ferve a 78,7 kPa. Para obter os valores para outras temperaturas basta consultar uma Tabela de Vapor. Então existe duas formas de fazer esta água ferver: subindo a temperatura isobaricamente para 100°C ou abaixando a pressão isotérmicamente para 78,7 kPa.

Considere, agora, que esta água está circulando num duto horizontal numa dada velocidade. Nesta velocidade sua temperatura é 45°C e a pressão é 101,33 kPa. Pela equação de Bernoulli se a velocidade for aumentada a pressão cai, se for diminuida a pressão sobe. Se a pressão cair o suficiente para alcançar a pressão de vapor da água, 78,7 kPa, ela começará a ferver. Este fenômeno chama-se cavitação.

Ela aparece nos pontos em que ocorram estrangulamentos do duto, como, por exemplo, nas válvulas, nos medidores de vazão baseados no estrangulamento como os venturimetros e os medidores de orificio. Pode ocorrer também na seção de sucção de um sistema de bombeamento e nos tanques agitados. Nestes a cavitação ocorre nas paredes do agitador e do rotor. Ela é mais sentida nos sistemas de bombeamento por causar vibração, estalos (rattle sound) e oscilações na pressão de descarga. Neste caso uma atenção deve ser dada ao NPSH da bomba garantindo pelo meno 0,5 m de folga. No caso de misturadores onde agitadores de alta velocidade, hélices e turbinas, são usados, a cavitação também provoca vibração que pode danificar o rolamento e o selo mecânico..

Uma atenção grande quanto a cavitação deve ser dada quando líquidos leves são transportados em dutos. Eles cavitam facilmente e não necessariamenta na bomba. Nesta altura, é bom lembrar que não é só a velocidade que contribui para a cavitação. a perda de carga também. Por isso não é bom colocar acessórios como valvulas na seção de sucção de um sistema de bombeamento.

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