aula 24 - cavitacao.ppt
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Cavitação
Matéria: Ocorrência de cavitação em turbomáquinas com
líquidos: filme Examples of Cavitation Efeitos da cavitação no funcionamento das
turbomáquinas Altura de aspiração disponível Altura de aspiração crítica Velocidade específica de aspiração. Coeficiente de Thoma. Exercícios
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Cavitação Cavitação: vaporização, seguida de
condensação (quase instantânea) Detecção da cavitação:
Alteração das curvas de funcionamento Observação visual de formação de bolhas Detecção de ruído e vibrações
Efeitos da cavitação: Ruído, vibrações Erosão do material Redução do desempenho (rendimento, etc.)
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Detecção da cavitação em turbomáquinas Efeitos da cavitação:
Ruído, vibrações Erosão do material Redução do desempenho (rendimento, etc.)
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Ocorrência de cavitação em bombas Na situação da figura p1 é inferior à pressão atmosférica
p1 < pvap (T) vaporização Contudo a pressão mínima ocorre no interior da bomba
pmin < pvap (T) vaporização cavitação
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Ocorrência de cavitação em bombas
vappppp 1min
para não ocorrer cavitação
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Ocorrência de cavitação em bombas Para que não ocorra cavitação:
vapppp 1 ppp vap 1
gV
gp
gp
gV
gp vap
22
21
211
Instalação (Hs) Bomba (Hsi)
po
asps Zeg
Vg
pg
p
2
2101
gp
Zeg
p vapasps
0
Hs > Hsi
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Ocorrência de cavitação em bombas Altura de aspiração disponível:
só depende da instalação gp
gV
gpH vap
s
2
211
Altura de aspiração crítica: só depende da bomba g
VgpH si 2
21
Curvas de Hsi são fornecidas pelo fabricante:
Hsi = F(Q,N,D,,, parâmetros geométricos)
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Ocorrência de cavitação em bombas
Altura de aspiração crítica (NPSH) - Hsi
(só depende da bomba)
NPSH – Net Positive Suction Head
gV
gpH si 2
21
Curvas de H, e Hsi para o diâmetro original (260 mm) e após torneamento
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Ocorrência de cavitação em turbinas A diferença é que na definição da altura de aspiração
disponível se incluem as perdas de carga no difusor (parte integrante do fornecimento)
Não há cavitação se Hs > Hsi
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Ocorrência de cavitação Altura de aspiração crítica:
só depende da turbomáquina gV
gpH si 2
21
Hsi = F(Q,N,D,,, parâmetros geométricos)
Aplicando a análise dimensional:
2
3 , NDNDQf
HH si
i
Re desprezávelCoeficiente de Thoma crítico
Não há cavitação se: > i
Coeficiente de Thoma = Hs/H só depende da instalação
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Ocorrência de cavitação Velocidade específica de aspiração:
43sgHQN
S
Velocidade específica de aspiração crítica:
343 ND
QFgH
QNS
sii
Não há cavitação se S < Si
É indiferente utilizar Si ou i
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Ocorrência de cavitação
Velocidade específica de aspiração crítica:
3ND
QfHH si
i
Mesma família de máquinas geometricamente semelhantes tem mesmo (Si)max e (i )max
Coeficiente de Thoma crítico:
343 ND
QFgH
QNS
sii
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Ocorrência de cavitação Valores típicos:
Bombas: 2,5 < (Si)max = F() < 3,5 (Si)max = 3
Turbinas: 3,5 < (Si)max = F() < 5,2 (Si)max = 4
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Ocorrência de cavitação
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Exercício 5
Qual a altura máxima a que pode colocar a bomba para que não ocorra cavitação em cada caso?