Cavitacion Sistemas De Transporte De Fluidos

La cavitación es un efecto hidrodinámico el cual se produce cuando un fluido, especialmente el agua pasa a gran velocidad por una arista, lo cual produce una descompresión del fluido, lo que se desarrolla cuando se alcanza la presión de vapor del fluido de tal forma que las moléculas del fluido cambian inmediatamente de su estado liquido a vapor, lo que ocasiona la cavitación.

Las cavidades formadas viajan a zonas de mayor presión e implotan (el vapor regresa al estado líquido de manera súbita) produciendo una estela de gas y un rápido desgaste de la superficie 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 repetidas veces, el material tiende a debilitarse metalúrgicamente y se inicia una erosión que además de dañar la superficie 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 como un foco de formación de burbujas de vapor. Si las burbujas de vapor se encuentran cerca o en contacto con una pared sólida cuando implocionan, las fuerzas ejercidas por el líquido al aplastar la cavidad dejada por el vapor dan lugar a presiones muy altas ocasionando picaduras sobre la superficie solida .

El fenómeno generalmente va acompañado de ruido y vibraciones, dando la impresión de grava que golpea en las diferentes partes de la máquina o del tubo.

La cavitación es un fenómeno muy frecuente en sistemas hidráulicos donde se dan cambios bruscos de la velocidad del líquido

Fases de la cavitación

La primera se caracteriza por la aparición y crecimiento de cavidades llenas de vapor en el interior del líquido que son arrastradas por la corriente, pudiendo aparecer junto al contorno del sólido en contacto con el líquido. La velocidad de crecimiento será función de varios parámetros: el radio inicial de la cavidad, la presión exterior, etc.

La segunda fase consiste en el colapso, ya que la presión exterior a la cavidad es superior a la presión de vapor, y las burbujas colapsan violentamente, condensándose casi instantáneamente y pudiendo martillear la pared sólida con elevada amplitud que puede alcanzar valores instantáneos de 500 atm. (presión) y temperaturas de 800º C debido a las ondas de choque. El colapso propiamente dicho es muy rápido: del orden de nanosegundos. La intensidad de la implosión de la burbuja es función del tamaño de la misma y del gradiente local de presión

Tipos de cavitación

Se puede clasificar la cavitación según la forma en la que se produce, según el grado de desarrollo de la misma y según la forma de manifestarse macroscópicamente.

a)Según la forma de producirse la cavitación se distinguen los siguientes tipos:

- Cavitación de vapor: debida a la disminución local de la presión en el seno de un líquido. Puede ser hidrodinámica, creada por depresiones locales debidas a la aceleración del fluido, o acústica, debida a ondas de presión transmitidas en el fluido

-Cavitación gaseosa: ocasionada por la introducción desde el exterior de energía en puntos del líquido (aumento de la temperatura, inducir vibración local de las partículas, etc.).

...