Cavitacion

INFORME DE LABORATORIO

DE FLUIDOS Nº 2

(CAVITACIÓN)

Maracay, Enero 2011.

| Total. | Asignado. |

Portada. | 1 | |

Introducción. | 2 | |

Marco Teórico. | 3 | |

Procedimiento. | 2 | |

Datos Experimentales. | 1 | |

Cálculos. | 4 | |

Análisis. | 4 | |

Conclusión. | 1 | |

Recomendaciones. | 1 | |

Bibliografía. | 1 | |

TOTAL | |

INTRODUCCIÓN

Cuando un fluido en movimiento es acelerado, su presión disminuye pudiéndose dar el caso de que este por debajo de la tensión de vapor de ese líquido a esa temperatura. En el punto donde la presión es igual a la tensión de vapor se forman burbujas de líquido evaporado, las cuales son arrastradas por la corriente llegando a zonas donde la presión aumenta; este aumento de presión provoca la implosión súbita de dichas burbujas lo cual genera esfuerzos locales muy elevados. En turbo máquinas es importante este fenómeno ya que disminuye la eficiencia, crea picaduras sobre las superficies sólidas y produce ruidos con vibraciones peligrosas. Un indicador importante es el parámetro de cavitación, definido por: σ=2(Pg-Pv)ρV2 , donde Pg es la presión absoluta en la garganta, ρ la densidad del líquido, V la velocidad (todos estos parámetros medidos en el punto a considerar) y Pv es la tensión de vapor del líquido a su correspondiente temperatura; cuando este parámetro tiende a cero se produce la cavitación.

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 presión local por debajo de la presión de vapor.

Para que la cavitación se produzca, las "burbujas" necesitan una superficie donde nuclearse. Esta superficie puede ser la pared de un contenedor o depósito, impurezas del líquido o cualquier otra irregularidad.

El factor determinante en la cavitación es la temperatura del líquido. Al variar la temperatura del líquido varía también la presión de vapor de forma importante, haciendo más fácil o difícil que para una presión local ambiente dada la presión de vapor caiga a un valor que provoque cavitación.

CAVITACIÓN

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 que lo 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 de presión 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 de burbujas de vapor. Si las burbujas de vapor se encuentran cerca o en contacto con una pared sólida cuando implosionan, las fuerzas ejercidas

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