Cavitação 3z462l

DEFINIÇÃO A cavitação é o processo de vaporização de um fluido devido à diminuição da pressão absoluta, a uma mesma temperatura, até a pressão de vapor do líquido, que usualmente ocorre em sistemas hidráulicos.

Gráfico da Pressão de Vapor em função da Temperatura Percebe-se pelo gráfico apresentado que, quando o líquido se encontra acima da pressão de vapor, ele se apresenta na fase líquida, e se estiver abaixo desta, se encontrará na forma de vapor. Este fenômeno ocorre nas bombas centrífugas, devido a queda de pressão ao longo do escoamento na tubulação de sucção. Quando a pressão absoluta do líquido se torna menor ou igual à pressão de vapor, na temperatura de bombeamento, parte deste líquido se vaporiza, formando "cavidades" no interior do fluido, dando-se, assim, início ao processo cavitação.

PARÂMETROS DE CAVITAÇÃO  NPSH (NET PRESSURE SUCTION HEAD):

Baseia-se na energia (carga) medida em pressão absoluta disponível na entrada da sucção de uma bomba. Define-se a energia disponível pelo sistema como sendo a diferença entre a energia total absoluta e a energia da pressão de vapor do líquido.

 NPSH disponível: É a energia que o fluído possui, num ponto imediatamente anterior ao flange de sucção da bomba, acima da sua pressão de vapor. Esta variável deve ser calculada por quem dimensionar o sistema, utilizando- se de coeficientes tabelados e dados da instalação.

Casos específicos para determinar o NPSH disponível  Caso 1:

 Caso 2:

 Caso 3:

 Caso 4:

 NPSH requerido:

Cada bomba, em função de seu tamanho, características construtivas, entre outros fatores, necessita de uma determinada energia absoluta em seu flange de sucção, de tal modo que a perda de carga que ocorrerá até à entrada do rotor não seja suficiente para acarretar cavitação, quando operada naquelas condições de vazão. A esta energia denominamos NPSH requerido.

Desenvolvimento da onda de choque Os fabricantes de bombas fornecem o NPSH requerido, através de uma curva NPSHREQ x VAZÃO, para cada bomba de sua linha de fabricação, conforme figura. Esta curva é uma característica própria da bomba, sendo obtida experimentalmente, através de testes de cavitação em bancadas do fabricante, com água fria a 20oC.

Existem situações onde não temos o NPSH requerido (NPSHr) , que é um parâmetro fundamental para verificarmos o fenômeno de cavitação. Nestes casos, recorre-se ao Fator de Cavitação de Thoma (σ), ou apenas “fator de cavitação”, como maneira de determinar o NPSHr. O Fator de Cavitação de Thoma (σ), serve para avaliação das condições operacionais. Por definição, o número de Thoma corresponde à relação entre o NPSHr e a altura manométrica (H) da instalação.

 Relação entre NPSH disponível e NPSH requerido:

O NPSH disponível na sucção sempre deverá ser maior do que o NPSH requerido, caso contrário verifica-se a ocorrência de cavitação. NPSHd > NPSHr

Representação do NPSH disponível e requerido Analisando graficamente as curvas do NPSHREQ e a do NPSHDISP, pode-se delimitar a faixa de vazão de operação de uma bomba, ou seja, a faixa de vazão na qual não ocorre cavitação. Observa-se a zona de cavitação na região localizada à direita do ponto de encontro das duas curvas. Deve-se sempre lembrar que em uma instalação de bombeamento, a bomba apresentará cavitação quando: NPSHdisp ≥ NPSHreq.

Porém, na prática utiliza-se um fator de segurança entre 10% a 15%, visando garantir que não ocorrerá a vaporização do fluido no interior da bomba. NPSHdisp ≥ 1,10 ~ 1,15 NPSHreq

CONSEQUÊNCIAS DA CAVITAÇÃO  Erosão

 Ruído

 Vibração

 Quebra de rendimento

COMO EVITAR CAVITAÇÃO