Cavitação é um problema comum em bombas e válvulas de controle – causando desgaste sério, desgaste e danos. Sob condições erradas a cavitação reduz drasticamente o tempo de vida útil dos componentes.

O que é Cavitação?

Cavitação pode ocorrer quando a pressão estática local em um fluido atinge um nível abaixo da pressão de vapor do líquido à temperatura real. De acordo com a Equação Bernoulli isto pode acontecer quando um fluido acelera em uma válvula de controle ou ao redor de um rotor de bomba.

A vaporização em si não causa o dano – o dano acontece quando o vapor quase imediatamente após a evaporação colapsa, quando a velocidade diminui e a pressão aumenta.

Anular a Cavitação

A cavitação pode ser evitada em geral

  • aumentar a distância (diferença de pressão) entre a pressão estática local real do fluido – e a pressão de vapor do fluido à temperatura real

Tal pode ser feito por:

>

  • componentes de reengenharia iniciando altas velocidades e baixas pressões estáticas
  • aumento da pressão estática total ou local no sistema
  • redução da temperatura do fluido

Re-engenharia de componentes iniciando alta velocidade e baixa pressão estática

Cavitação e danos podem ser evitados usando componentes especiais projetados para as condições reais de aspereza.

  • condições com grandes quedas de pressão podem – com limitações – ser manuseadas por Válvulas de Controlo Multi-Estágio
  • condições de bombeamento com temperaturas de fluido próximas da temperatura de vaporização podem ser manuseadas com bombas especiais – trabalhando após outros princípios que não bombas centrífugas

Aumentando a pressão total ou local no sistema

Aumentando a pressão total ou local no sistema a distância entre a pressão estática e a pressão de vaporização é aumentada e a vaporização e cavitação podem ser evitadas.

A relação entre a pressão estática e a pressão de vaporização – uma indicação da possibilidade de vaporização, é freqüentemente expressa pelo Número de Cavitação.

Felizmente, nem sempre é possível aumentar a pressão estática total devido a classificações de sistemas ou outras limitações. A pressão estática local nos componentes pode ser aumentada através da redução (elevação) do componente no sistema. As válvulas e bombas de controle devem, em geral, ser posicionadas na parte mais baixa de um sistema para maximizar a altura estática.

Esta é uma solução comum para bombas de alimentação de caldeira que recebem condensado quente (água próxima a 100 oC) de receptores de condensado em instalações de vapor.

Reduzir a temperatura do fluido

Pressão de vaporização depende da temperatura do fluido. A pressão de vapor da água – nosso fluido mais comum – é indicada abaixo:

>

Temperatura
(oC)
Calculador de carga! 		Pressão de vapor
(kPa, kN/m2)
Calcule a calculadora!
0 0.6
5 0.9
10 1.2
15 1.7
20 2.3
25 3.2
30 4.3
35 5.6
40 7.7
45 9.6
50 12.5
55 15.7
60 20
65 25
70 32.1
75 38.6
80 47.5
85 57.8
90 70
95 84.5
100 101.33

Nota! – esteja ciente de que a pressão de evaporação – e possível cavitação – aumenta dramaticamente com a temperatura da água.

Água - pressão de evaporação vs temperatura

Cavitação pode ser evitada através da localização dos componentes na parte mais fria dos sistemas. Exemplo – é comum localizar bombas e válvulas moduladoras em sistemas de aquecimento nas linhas de retorno “frio” antes dos aquecedores e permutadores de calor.

>