Vibraciones

Cavitación

Definiciones Importantes
Presión estática, (ps)
La presión estática en una corriente de fluido es la fuerza normal por unidad de área
actuando sobre un plano o contorno sólido en un punto dado. Describe la diferencia de
presión entre el interior y el exterior de un sistema, despreciando cualquier movimiento en
el líquido. Por lo tanto, la presión estática en un punto de unducto, es la diferencia entre la
presión interna y externa en ese punto, omitiendo cualquier movimiento del flujo en su
interior. En términos de energía, la presión estática es una medida de la energía potencial
de un fluido.
Presión Dinámica (pd)
Un fluido en movimiento ejerce una presión mas alta que la presión estática debido a la
energía cinética (mv2/2) del fluido. Esta presión adicional sedefine como presión
dinámica. Se puede medir convirtiendo la energía cinética del fluido en energía potencial.
En otras palabras, es la presión que existiría en una corriente de fluido que ha sido
desacelerada desde su velocidad “v” a velocidad “cero”.
Presión Total (pt )
Boris Cisneros H, Consultor Página 3 de 14
Se define como la suma de la presión estática más la presión dinámica. Es unamedida de
la energía total de una corriente de fluido en movimiento. Esto es, energía cinética mas
energía potencial.
Relación entre ps, pd y pt
En un fluido incompresible la relación se puede medir usando un aparato llamado Tubo Pitot.
La relación también puede establecerse aplicando un simple balance energético: energía
potencial + energía cinética = energía Total (constante) o entérminos de presión:
presión estática + presión dinámica = presión Total.
La energía cinética es una función de la velocidad “v” y de su masa comúnmente
representada por la densidad del fluido (ρ). Entonces: E.C. = pd = ½ ρ v2. . En términos de
presión total: pt = ps + ½ ρ v2.
En lugar de utilizar unidades de presión se prefiere expresar la energía de bombeo como
energía por unidad de peso delíquido bombeado, la que se indica en Newton- metro por
Newton o justamente en metros de columna de líquido; esta magnitud se identifica
universalmente como “cabeza” (head en inglés). Esto es necesario debido a que la altura
de la columna que produce una bomba centrifuga es independiente de la densidad del
líquido. Por ejemplo una bomba ‘X’ corriendo a ‘N’ rpm. producirá una misma cabeza ‘H’
metrosde agua, o de acido sulfúrico concentrado, o de cualquier otro fluido; sin embargo,
la potencia empleada será proporcional a la densidad de cada fluido.
Los términos de presión pueden convertirse en metros de cabeza dividiendo la presión en
kPa por 9.81 (g) y por la densidad especifica(ρ) del fluido.
Cabeza Estática (he) = Presión Estática/ g∙ ρ
Cabeza de Velocidad (hv) = Presión Dinámica / g∙ ρ = (½ ρ v2)/ (ρ ∙ g) = v2 /2 g
Presión de Vapor (pv) = Es la presión requerida para mantener a un líquido en estado
líquido. Si la presión que se aplica sobre la superficie de un líquido no es suficiente para
mantener sus moléculas estrechamente unidad entre sí, las moléculas se desprenderán en
la forma de gas o vapor. La presión de vapor es dependiente de la temperatura del líquido.
Amayor temperatura más alta es la presión de vapor.
M ecanismo de la Cavitación
El fenómeno de la cavitación es un proceso progresivo de varias etapas como se aprecia
en la Figura 5.
Figura 5
Etapas de la Cavitación
Formación de burbujas dentro del líquido
Crecimiento de las burbujas
Colapso de las burbujas
cavitación
Boris Cisneros H, Consultor Página 4 de 14
Etapa 1. Formación deBurbujas
Las burbujas se forman dentro del líquido
cuando este se vaporiza. Esto es, cuando
cambia desde la fase liquida a la de vapor.
La vaporización de cualquier líquido dentro
de un contenedor se produce ya sea
porque la presión sobre la superficie del
líquido disminuye hasta ser igual o inferior a
su presión de vapor (a la temperatura
actual), o bien porque la temperatura del
líquido...