Cavitacion y golpe de ariete

INTRODUCCION

Uno de los cuidados que debe tener un ingeniero al seleccionar, las parte de una estación de bombeo, es la cavitación , este fenómeno producido normalmente en las salidas de los alabes del rotor de una bomba y en las paredes de la tubería es desfavorable, debido a que causa daños y aumenta el costo de mantenimiento. Por esta razón el presente trabajo tratara de exponer en susposibilidades de una manera clara y amplia el fenómeno de la cavitación.

El golpe de ariete es un fenómeno transitorio y por tanto de régimen variable, en que la tubería ya no es rígida y el líquido es comprensible.

Este fenómeno se produce en los conductos al cerrar o abrir una válvula y al poner en marcha o parar una maquina hidráulica, o también al disminuir bruscamente el caudal. Un casoimportante ocurre en las centrales hidroeléctricas, donde se ha de reducir bruscamente el caudal suministrado a las tuberías hidráulicas acopladas a alternadores, cuando se anula la carga del alternador; en este caso la instalación debe de proyectarse de manera que no se produzca un golpe de ariete excesivo.

OBJETIVOS

➢ CONOCER EL CONCEPTO DE CAVITACION Y GOLPE DE ARIETE

➢ SABER LASCONSECUENCIAS DE LA CAVITACION Y EL GOPE DE ARIETE

➢ COMO CONTROLAR LA CAVITACION Y EL GOLPE DE ARIETE

CAVITACION

La cavitación es un fenómeno que se produce siempre que la presión en algún punto o zona de la corriente de un líquido desciende por debajo de un cierto valor mínimo admisible. El fenómeno puede producirse lo mismo en estructuras hidráulicas (tuberías, venturis, etc.) queen máquinas hidráulicas (bombas, hélices, turbinas, etc.) Por los efectos destructivos que en las estructuras y maquinas hidráulicas mal proyectadas o mal instaladas produce la cavitación es preciso estudiar este fenómeno, para conocer sus causas y controlarlo.

Fig. 15-3. En la garganta de un Venturi, sección 2, puede producirse la cavitación, lo que causaría un rápido deterioro del instrumentode medida.

Fig. 15-4. Una altura z2 demasiado grande, una longitud excesiva de tubería de aspiración o pérdidas elevadas secundarias, pueden producir en el interior de la bomba a la entrada del rodete el fenómeno de cavitación con la destrucción rápida del rodete, que es el órgano más caro de la misma.

Bombas y hélices

Los álabes de un rodete de una bomba o de la hélice de un barco semueven dentro de un fluido. Cuando el fluido se acelera a través de los álabes se forman regiones de bajas presiones. Cuanto más rápido se mueven los álabes menor es la presión alrededor de los mismos. Cuando se alcanza la presión de vapor, el fluido se vaporiza y forma pequeñas burbujas de vapor que al colapsarse causan ondas de presión audibles y desgaste en los álabes.
La cavitación en bombaspuede producirse de dos formas diferentes:

Cavitación de succión
La cavitación de succión ocurre cuando la succión de la bomba se encuentra en unas condiciones de baja presión/alto vacío que hace que el líquido se transforme en vapor a la entrada del rodete. Este vapor es transportado hasta la zona de descarga de la bomba donde el vacío desaparece y el vapor del líquido es nuevamente comprimidodebido a la presión de descarga. Se produce en ese momento una violenta implosión sobre la superficie del rodete. Un rodete que ha trabajado bajo condiciones de cavitación de succión presenta grandes cavidades producidas por los trozos de material arrancados por el fenómeno. Esto origina el fallo prematuro de la bomba.

Cavitación de descarga
La cavitación de descarga sucede cuando la descargade la bomba está muy alta. Esto ocurre normalmente en una bomba que está funcionando a menos del 10% de su punto de eficiencia óptima. La elevada presión de descarga provoca que la mayor parte del fluido circule por dentro de la bomba en vez de salir por la zona de descarga. A este fenómeno se le conoce como "slippage". A medida que el líquido fluye alrededor del rodete debe de pasar a una...