Ingeniería de supercavitación

| 2010 |
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[INGENIERíA del mar: Supercavitación] |
Investigación |
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ÍNDICE

TEMA PÁGINA
Introducción…………………………………………………………….…………. 3
Cavitación……………………………………………………………………..…… 4
Supercavitación……………………………………………………………....…….. 8
Fundamentos de Supercavitación…….…………………………………………….. 9
Torpedos de Supercavitación……………………………….……………………… 11
TorpedoVA-Shakval……………………………………………………………… 13
Anexos……………………….…………………………………………………….. 15

Introducción
El presente texto tiene como fin informar a su lector sobre lo que es esta derivación de la Ingeniería del mar: Supercavitación.
Para lograr dicho fin, primero, presenta lo que es la cavitación; lo cual permite al lector abrirse un cuadro más completo, para poder comprender más este fenómeno. Teniendo, entonces, estos conocimientoscomo base, el texto pasa a analizar lo que es la supercavitación y algunos de las aplicaciones que se le dan a esta. Además, muestra la diferencia entre cavitación y supercavitación.
Es con el objeto de que el lector logre un mejor aprendizaje, que se ha añadido alguna información importante en la sección “Anexos”.

Cavitación

Fig. 1.1 Modelo de propulsor cavitando en un túnel de agua.La cavitación o aspiración en vacío es un efecto hidrodinámico que se produce cuando el agua o cualquier otro fluido en estado líquido pasa a gran velocidad por una arista afilada, produciendo una descompresión del fluido debido a la conservación de la constante de Bernoulli (Principio de Bernoulli*). Puede ocurrir que se alcance la presión de vapor del líquido de tal forma que las moléculas quelo componen cambian inmediatamente a estado de vapor, formándose burbujas o, más correctamente, cavidades. Las burbujas formadas viajan a zonas de mayor presión e implotan (el vapor regresa al estado líquido de manera súbita, «aplastándose» bruscamente las burbujas) produciendo una estela de gas y un arranque de metal de la superficie en la que origina este fenómeno.
La implosión causa ondas depresión que viajan en el líquido. Estas pueden disiparse en la corriente del líquido o pueden chocar con una superficie. Si la zona donde chocan las ondas de presión es la misma, el material tiende a debilitarse metalúrgicamente y se inicia una erosión que, además de dañar la superficie, provoca que ésta se convierta en una zona de mayor pérdida de presión y por ende de mayor foco de formación deburbujas de vapor. Si las burbujas de vapor se encuentran cerca o en contacto con una pared sólida cuando implosionan, las fuerzas ejercidas por el líquido al aplastar la cavidad dejada por el vapor dan lugar a presiones localizadas muy altas, ocasionando picaduras sobre la superficie sólida.
El fenómeno generalmente va acompañado de ruido y vibraciones, dando la impresión de que se tratara degrava que golpea en las diferentes partes de la máquina.
Se puede presentar también cavitación en otros procesos como, por ejemplo, en hélices de barcos y aviones, bombas y tejidos vascularizados de algunas plantas.
Se suele llamar corrosión por cavitación al fenómeno por el que la cavitación arranca la capa de óxido (resultado de la pasivación*) que cubre el metal y lo protege, de tal forma queentre esta zona (ánodo) y la que permanece pasivada (cubierta por óxido) se forma un par galvánico* en el que el ánodo (el que se corroe) que es la zona que ha perdido su capa de óxido y la que lo mantiene (cátodo).
* De aquí en adelante todos los términos señalados con un asterisco se pueden consultar de manera más amplia en el anexo que aparece en las págs. 17-22.
Introducción al tema decavitación
El proceso físico de la cavitación es casi exactamente igual que el que ocurre durante la ebullición. La mayor diferencia entre ambos consiste en cómo se efectúa el cambio de fase. La ebullición eleva la presión de vapor del líquido por encima de la presión ambiente local para producir el cambio a fase gaseosa, mientras que la cavitación es causada por una caída de la...