Cavitacion y supercavitacion

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  • Publicado : 6 de diciembre de 2011
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¿Qué es la cavitación?
La cavitación, ocurre en el momento en que un líquido es sometido a una presión igual o menor que su presión de vaporización, instantes después es regresado a una presión mayor, a la presión de vapor de este. En el intervalo de estos dos sucesos se forman pequeños burbujas de estado gaseosos, las cuales al ser comprimidas por la presión mayor, dejan un espacioocasionando que las pequeñas partes en estado liquido se aceleren y choquen unas con otras.
Aunque el fenómeno de la cavitación aun es tema de estudio en los investigadores, sean realizados pruebas en líquidos sometiéndolos a esfuerzos de tensión en donde han sido capaces de soportar esfuerzos de tensión de hasta 34 atmósferas en pruebas de laboratorio bajo condiciones muy controladas.
De forma mas simplese puede describir también como el efecto hidrodinámico que se produce cuando el agua o cualquier otro fluido en estado líquido se descompone debido a la conservación de la constante de Bernoulli, alcanzando la presión de vapor del líquido de tal forma que las moléculas que lo componen cambian inmediatamente a estado de vapor, formándose burbujas o, más correctamente, cavidades.

Efectos de lacavitación.
La cavitación ocurre en las bombas, aunque también sucede en los ductos sobre todo donde se encuentran reducciones seguidas de ampliaciones bruscas, (tubos venturi) estos efectos se pueden transmitir a las demás partes del equipo de bombeo reduciendo la eficiencia y pudiendo causar serios daños como la corrosión de partículas de metal.
Cuando las burbujas de vapor se implotan seproduce una especie de martilleo lo que produce un deterioro en las paredes de la carcaza, de las palas del impulsor el cual el daño esta en función de la proximidad en que se encuentran estas implosiones.
EFECTO MECANICO: Con las implosiones se decrecen los diámetros de las burbujas, las partículas en estado liquido se aceleran y se desplazan hacia el centro de estas burbujas chocando entre si,estos choques provocan sobre presiones (golpe de ariete) que se propagan en todas las direcciones afectando principalmente a las ranuras de las superficies metálicas por lo que en muy poco tiempo pueden ocasionar daños a la estructura de la maquina (rotor).
Los golpeteos los cuales al ser muy fuertes dan la impresión que la bomba acarrea grava causan un desequilibrio en la maquina dañando lasuniones de los tubos con esta, así como aflojan las partes que la sostienen. Además los martilleos en ocasiones son tan fuertes que producen ruidos los cuales pueden ser molestos durante la operación de la bomba.

La cavitación depende de muchos aspectos:
▪ Frecuencia: a mayores frecuencias, el tiempo dado a la burbuja para que crezca y afecte al sistema es pequeño, por lo que el efecto de lacavitación es menor.

▪ Viscosidad: cuanto más viscoso es un líquido, menor es el efecto de la cavitación.

▪ Temperatura: cuanto mayor es la temperatura, la cavitación tiene lugar para intensidades acústicas menores.

▪ Presión externa: el aumento de este factor provoca una mayor violencia en la colisión de las burbujas.

Proceso de producción de la Cavitación
Cuando un líquidofluye a través de una región donde la presión es menor que su presión de vapor, el líquido hierve y forma burbujas de vapor. Estas burbujas son transportadas por el líquido hasta llegar a una región de mayor presión, donde el vapor regresa al estado líquido de manera súbita, implorando súbitamente.
▪ 1ro. Formación de Burbujas: las burbujas se forman dentro del líquido cuando este sevaporiza.

▪ 2do. Crecimiento de las Burbujas: si no se produce ningún cambio en las condiciones de operación, se seguirán formando burbujas nuevas y las viejas seguirán creciendo en tamaño.

3ro. Colapso de las Burbujas: a medida que las burbujas se desplazan, la presión que las rodea va aumentando hasta que llegan a un punto donde la presión exterior es mayor que la interior y las...
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