A cavitação e os seus efeitos nas bombas

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Cavitação: Definição

A cavitação consiste na formação e no colapso rápidos de bolhas de ar na água, à medida que esta se desloca ao longo da bomba.

A cavitação é um fenómeno causado por água em ebulição. A água pode entrar em ebulição localmente devido a uma queda de pressão local. No entanto, não é a água em ebulição que causa danos nas bombas. É, sim, quando a água passa do estado gasoso para o estado líquido que os danos ocorrem. 

A cavitação é um tema importante que deve ser abordado ao trabalhar com bombas. Pode ser um fenómeno devastador para as bombas. 

Causas da cavitação

Localmente, a água pode entrar em ebulição em resultado de uma queda de pressão local. Esta queda de pressão está relacionada com o design do impulsor da bomba.

A água entra em ebulição a 100 ºC quando a pressão atmosférica é normal. Quando a pressão desce abaixo da pressão atmosférica normal, a água entra em ebulição a uma temperatura inferior. Por exemplo, se a pressão cair para 0,1 bar, a água entra em ebulição aos 45 ºC.

Pressão [Pa]
Pressão de vapor
Entrada do impulsor
Saída do impulsor
Pontos ao longo do trajeto do líquido
Efeitos da cavitação nas bombas

A cavitação pode ser ouvida como um ruído forte e vibração.

As bolhas de vapor na água implodem, causando o ruído, que é seguido de um forte impacto mecânico que pode destruir a bomba se ocorrer durante um período prolongado.

A cavitação causa corrosão na carcaça do impulsor e no corpo da bomba. Isto pode degradar o desempenho da bomba em grande medida.

Potenciais áreas de cavitação

Evitar a cavitação

Para evitar a cavitação, deve, primeiramente, compreender o conceito de altura piezométrica absoluta útil na aspiração. É utilizado como um limite de segurança da pressão de aspiração, de modo a evitar a cavitação.

O valor de NPSH deve ser adicionado à altura de aspiração e às perdas por atrito na tubagem de aspiração. A soma deverá ser inferior à pressão de vapor. Vejamos um exemplo:

A 30 ° C, a pressão de vapor é de apenas 0,43 m.  

Presumindo que as perdas por atrito são de 1 m, ao bombear 200 m3/h com a curva da bomba à direita, o NPSH é de 3 m. Portanto, a pressão de entrada mínima para evitar a cavitação deverá ser:

3 + 1 + 0,43 = 4,43 m. 

Evitar a cavitação (continuação)

Quando há risco de cavitação, existem várias abordagens práticas para a evitar. São as seguintes:

  • Reduzir a altura da entrada da bomba e aumentar a pressão de entrada. 
  • Reduzir as perdas por atrito na tubagem de aspiração. 
  • Reduzir o caudal da bomba. 
  • Aumentar a elevação do nível da água de aspiração. 
  • Se ainda ocorrer cavitação, opte por outra bomba. 

Pressão [Pa]
Pressão de vapor
Entrada do impulsor
Saída do impulsor
Pontos ao longo do trajeto do líquido