practicas de hidrologia

Ingeniería Hidráulica

1) NPSH, también conocido como ANPA (Altura Neta Positiva en la Aspiración) y CNPA (Carga Neta Positiva en Aspiración). Es la diferencia, en cualquier punto de un circuito hidráulico, entre la presión en ese punto y la presión de vapor del líquido en ese punto.

La NPSH es un parámetro importante en el diseño de un circuito: si la presión en el circuito es menor que lapresión de vapor del líquido, éste entrará en algo parecido a la ebullición: se vaporiza, produciéndose el fenómeno de cavitación, que puede dificultar o impedir la circulación de líquido, y causar daños en los elementos del circuito.
En las instalaciones de bombeo se debe tener en cuenta la NPSH referida a la aspiración de la bomba dos tipos de NPSH:
a) NPSH requerida: es la NPSH mínima que senecesita para evitar la cavitación. Depende de las características de la bomba, por lo que es un dato que debe proporcionar el fabricante en sus curvas de operación.

Donde Hz es la presión mínima necesaria a la entrada del rodete, en m.c.a..

es la presión cinética correspondiente a la velocidad de entrada del líquido en la boca de aspiración, en m.c.a. (para Va en m/s).

b) NPSHdisponible: depende de las características de la instalación y del líquido a bombear.

donde
γ es el peso específico del líquido (adimensional).
Pa es la presión en el nivel de aspiración, en Pa
Ha es la altura geométrica de aspiración en m.c.a.
Pca es la pérdida de carga en la línea de aspiración, en m.c.a.
Pv es la presión de vapor del líquido a la temperatura de bombeo, en Pa

La NPSHdisponible debe ser mayor que la NPSH requerida para evitar la cavitación. Las causas más frecuentes de que esta condición no se cumpla son dos:
Aumento de la pérdida de carga en la línea de aspiración, bien por obstrucción de la tubería o filtro de aspiración, bien por funcionamiento de la bomba con la válvula de aspiración semicerrada.
Aumento de la presión de vapor del líquido al aumentar sutemperatura, por ejemplo si el líquido a bombear se refrigera previamente, y esta refrigeración falla.4
2) 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 darse en tuberías, en máquinas hidráulicas, bombas, hélices, turbinas.
Cuando un líquido fluye a travésde una región donde la presión es menor que su presión de vapor, él liquido 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, explotando bruscamente las burbujas. Este fenómeno se llama cavitación. Si las burbujas de vapor se encuentran cerca o en contacto con unapared sólida ocasionan picaduras sobre la superficie sólida. El fenómeno generalmente va acompañado de ruido y vibraciones, dando la impresión de que se tratara de grava que golpea con diferentes partes de la máquina.
Según se ha dicho, cuando, la corriente de un punto de una estructura o de una máquina alcanza una presión inferior a la presión de saturación de vapor (Fig. 1), el líquido seevapora y se originan en el interior del líquido “cavidades” de vapor, de ahí el nombre de cavitación. En el interior del fluido existen, pues, zonas en que reina un gradiente fuerte de presiones que aceleran las burbujas y producen un impacto en el contorno (Venturis, bombas, turbinas, etc.).
El fenómeno de la cavitación se explica con el mecanismo siguiente: si la presión en un líquido como el aguabaja suficientemente, empieza a hervir a temperatura ambiente. Consideremos un cilindro lleno de agua y tapado con un pistón en contacto con el agua. Si se mueve el pistón en dirección fuera del agua, se reduce la presión y el agua se evapora formando burbujas de vapor, si ahora bajamos el pistón hacia el agua la presión aumenta, el vapor se condensa y la burbuja se destruye (colapso de la...