Cavitacion

CAVITACIÓN /NPSH

PRESIÓN DE VAPOR

Una definición simple de cavitación y NPSH, sería: una intensa formación de burbujas de vapor en la zona de baja presión de la bomba y posterior colapso de estas burbujas en la región de alta presión y NPSH es la presión mínima en términos absolutos, en metros de columna de agua, sobre la presión de vapor del fluido con el fin evitar la formación de dichasburbujas de vapor.

La presión de vapor de un líquido a una temperatura dada es aquella en la que el líquido coexiste en su fase líquida y vapor. A una misma temperatura, cuando tenemos una presión mayor que la presión de vapor, habrá sólo fase líquida y cuando tenemos una presión menor que la presión de vapor, habrá sólo fase de vapor.

La presión de vapor de un líquido crece con el aumentode la temperatura, así, en caso que la temperatura sea elevada hasta un punto en que la presión de vapor iguale, por ejemplo, la presión atmosférica, se producirá la evaporación del líquido, ocurriendo el fenómeno de la ebullición.

La siguiente tabla muestra la presión de vapor en la función de la temperatura, para agua.

EL FENÓMENO DE LA CAVITACIÓN

En el desplazamiento de pistones, en los"Venturis", en el desplazamiento de superficies formadas por álabes, como es el caso de las bombas centrífugas, ocurren inevitablemente efectos inesperados en el líquido, es decir, presiones reducidas debido a la propia naturaleza del flujo o por el movimiento impreso por las piezas movibles hacia el fluido.

Si la presión absoluta baja hasta alcanzar la presión de vapor o tensión de vapor dellíquido a la temperatura en que éste se encuentra, se inicia un proceso de vaporización del mismo.

Inicialmente, en las áreas más diversas, se forman pequeñas bolsas, burbujas o cavidades (de ahí el nombre de cavitación) dentro de las cuales el líquido se vaporiza. Luego, es conducido por el flujo líquido, producido por el órgano propulsor, y con gran velocidad llega a las regiones de altapresión, donde se procesa o se colapsa con la condensación del vapor para luego retornar al estado líquido.

Las burbujas que contienen vapor de líquido parecen ser originadas en pequeñas cavidades de las paredes del material o en torno de pequeñas impurezas contenidas en el líquido, en general próximas a las superficies, llamadas como núcleos de vaporización o de cavitación cuya naturalezaconstituye objeto de investigaciones interesantes e importantes.

Por consiguiente, cuando la presión reinante del líquido se torna mayor que la presión
interna de la burbuja de vapor, las dimensiones del mismo se reducen bruscamente,
ocurriendo así un colapso y provocando el desplazamiento del líquido circundante para su interior, generando así una presión de inercia considerable. Las partículasformadas por la condensación chocan muy rápidamente unas con otras así como cuando se encuentran con alguna superficie que se interpongan con su desplazamiento.

Las superficies metálicas dónde chocan las diminutas partículas resultantes de la
condensación son sometidas a una acción de fuerzas complejas, originadas de la energía liberada por esas partículas, que producen golpes separando loselementos del material con menor cohesión y formando pequeños orificios que, con la prolongación del fenómeno, dan a la superficie un aspecto esponjoso, corroído. Es la erosión por cavitación. El desgaste puede tomar proporciones tales que pedazos de materiales pueden desgarrarse de las piezas. Cada burbuja de vapor así formada, tiene un ciclo entre el crecimiento y el colapso del orden de unas pocasmilésimo de segundo produciendo altísimas presiones que afectan en forma concentrada la zona afectada. Para tener una idea de ese proceso, algunos investigadores mencionan que este ciclo se repite en una frecuencia que puede alcanzar el orden de 25.000 burbujas por segundo y que la presión probablemente transmitida a las superficies metálicas adyacente al centro del colapso de las burbujas puede...