Compreender as perdas por atrito e a cavitação

Sempre que bombeia água em tubagens a um caudal elevado, existe o risco de perdas por atrito e cavitação.

Neste módulo, vamos fazer uma introdução a estes fenómenos. Vamos explicar como as perdas por atrito podem causar diminuição da eficiência, como a cavitação pode causar danos nas tubagens e nas bombas e também como é possível reduzir o risco de ambos.

Vamos começar com as perdas por atrito. Em termos simples, as perdas por atrito referem-se à pressão perdida pelo líquido em resultado do contacto entre o líquido em movimento e o recipiente no qual se move.

Ao deslocar água num sistema de bombeamento de água, isso cria atrito entre as superfícies em que a água toca. Em última instância, isto causa perda de energia e pressão, diminuindo a eficiência em todo o seu sistema.

Nenhuma parte do seu sistema está livre de perdas por atrito, as quais ocorrem nas tubagens, nos tubos curvos e nas válvulas. Mas como é possível saber o nível de perdas por atrito no seu sistema?

Bem, isso depende de vários parâmetros, incluindo: O caudal no sistema A viscosidade do fluido O diâmetro e o comprimento da tubagem – quanto menor e mais curta for a tubagem, maior será a viscosidade e, logo, maiores serão as perdas por atrito.

E, por último, a superfície das tubagens. Se, por exemplo, as paredes das tubagens forem lisas e macias, é mais fácil bombear água através delas, reduzindo o nível de perdas por atrito.

Assim, o nível de perdas por atrito pode ser determinado pela velocidade à qual a água é bombeada e pela dimensão das tubagens.

Para reduzir as perdas por atrito, é possível fazer duas coisas:

1) reduzir o caudal e
2) aumentar o tamanho das tubagens.

Embora aumentar o tamanho das tubagens aumente os custos iniciais do sistema, irá, por outro lado, reduzir os custos totais do ciclo de vida, sendo uma solução sensata a longo prazo. É possível obter dados de perdas por atrito dos fabricantes das tubagens, tubos curvos, uniões em T e quaisquer outros componentes.

Agora, vamos dedicar-nos à cavitação. A cavitação é definida como a formação e o colapso rápidos de bolhas de ar na água, causados por água em ebulição. Normalmente, a água ferve aos 100 graus. A esta temperatura, a água transforma-se em vapor.

Mas se a pressão no sistema baixar, o ponto de ebulição baixa também. Por exemplo, se a pressão numa área baixar para 0.1 bar, a água nessa área vai começar a ferver aos 45 graus em vez de aos 100 graus.

E assim que a pressão nessas áreas aumenta novamente para além dos pontos de ebulição locais, as moléculas vaporizadas implodem e voltam às suas formas líquidas. Isto denomina-se cavitação.

Normalmente será capaz de a ouvir, dado que as implosões fazem um ruído forte nas tubagens.

A cavitação é dos problemas mais comuns em qualquer sistema de tubagens onde seja bombeada água e é uma das principais culpadas dos danos nas bombas e nas tubagens. Felizmente, há algumas formas de reduzir o risco de cavitação.

Não se esqueça de fazer o seguinte:

• 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
• E assim terminamos o módulo de formação sobre perdas por atrito e cavitação.

Obrigado por assistir.