Cavitao

Matria:Ocorrncia de cavitao em turbomquinas com lquidos: filme Examples of Cavitation Efeitos da cavitao no funcionamento das turbomquinas Altura de aspirao disponvel Altura de aspirao crtica Velocidade especfica de aspirao. Coeficiente de Thoma. Exerccios

Cavitao

Cavitao: vaporizao, seguida de condensao (quase instantnea) Deteco da cavitao:Alterao das curvas de funcionamento Observao visual de formao de bolhas Deteco de rudo e vibraes

Efeitos da cavitao:Rudo, vibraes Eroso do material Reduo do desempenho (rendimento, etc.)

Deteco da cavitao em turbomquinas

Efeitos da cavitao:Rudo, vibraes Eroso do material Reduo do desempenho (rendimento, etc.)

Ocorrncia de cavitao em bombas

Na situao da figura p1 inferior presso atmosfrica p1 < pvap (T) vaporizao Contudo a presso mnima ocorre no interior da bomba pmin < pvap (T) vaporizao cavitao

Ocorrncia de cavitao em bombas

pmin ! p1 (pd pvap "para no ocorrer cavitao

Ocorrncia de cavitao em bombas

Para que no ocorra cavitao: Hs > Hsip1 pvap " (pp1 V12 pvap (p V12 " Vg 2 g Vg Vg 2 gInstalao (Hs) Bomba (Hsi)

p1 (p " pvap

po

pvap p0 Vg es Z asp Vg p1 p0 V12 ! es Z asp Vg Vg 2 g

Ocorrncia de cavitao em bombas

2 pvap p1 1 Altura de aspirao disponvel: H s ! Vg 2 g Vg

s depende da instalao

Altura de aspirao crtica: s depende da bomba

(p V12 H si ! Vg 2 g

Curvas de Hsi so fornecidas pelo fabricante: Hsi = F(Q,N,D,V,R, parmetros geomtricos)

Ocorrncia de cavitao em bombas

Altura de aspirao crtica (NPSH) - Hsi (s depende da bomba)

(p V12 H si ! Vg 2 g

NPSH Net Positive Suction Head

Curvas de H,L e Hsi para o dimetro original (260 mm) e aps torneamento

Ocorrncia de cavitao em turbinas

A diferena que na definio da altura de aspirao disponvel se incluem as perdas de carga no difusor (parte integrante do fornecimento)

No h cavitao se Hs > Hsi

Ocorrncia de cavitao

2 Altura de aspirao crtica: (p 1 H si ! Vg 2 g s depende da turbomquina

Hsi = F(Q,N,D,V,R, parmetros geomtricos)

Q ND 2 H si Aplicando a anlise dimensional: W i ! ! f ND 3 , R H Coeficiente de Thoma crtico

Re desprezvel

No h cavitao se: W > WiCoeficiente de Thoma W = Hs/H s depende da instalao

Ocorrncia de cavitao

Velocidade especfica de aspirao:

S!

gH s 3 4

Velocidade especfica de aspirao crtica:Si ! N Q

gH si 3 4

Q ! F ND 3

No h cavitao se S < Si indiferente utilizar Si ou Wi

Ocorrncia de cavitao

Velocidade especfica de aspirao crtica:Si ! N Q

gH si 3 4

Q ! F ND 3

Coeficiente de Thoma crtico:

H si Q Wi ! ! f 3 H ND

Mesma famlia de mquinas geometricamente semelhantes tem mesmo (Si)Lmax e (Wi )Lmax

Ocorrncia de cavitao

Valores tpicos:Bombas: 2,5 < (Si)Lmax = F(;) < 3,5 Turbinas: 3,5 < (Si)Lmax = F(;) < 5,2 (Si)Lmax = 3 (Si)Lmax = 4

Ocorrncia de cavitao

Exerccio 5

Qual a altura mxima a que pode colocar a bomba para que no ocorra cavitao em cada caso?