sexta-feira, 23 de abril de 2010

CAVITAÇÃO o inimigo número 1

CAVITAÇÃO

No movimento da água, quando há queda de pressão, aparecem bolhas de vapor que possuem vida mínima de (0.006 seg.), o colapso destas bolhas atuam de forma destruidora nas paredes metálicas. A primeira implicação que ocorre é que durante o desaparecimento das bolhas junto ao metal, aparecem pressões localizadas da ordem de centenas de atmosfera; sendo inúmeras as bolhas que continuamente estão entrado em colapso pode-se imaginar uma verdadeira martelagem na parede metálica, este fenômeno possui freqüência que varia de 600 à 25.000 CPS.
Sendo um fenômeno indesejável deve-se procurar evitar as condições que levam ao seu inicio, ou seja devemos manter uma pressão interna em todos os pontos da sucção superior a pressão de vapor (NPSHd > NPSHr).











NSPH (NET POSITIVE SUCTION HEAD)

-Definições

NSPHrequerido

Consta nos catálogos das bombas, e é determinado em testes de laboratório, representa a energia necessária requerida do liquido parra chegar até o rotor onde irá ganhar energia para se recalcado.

NSPHdisponível

NSPH disponível é uma característica do sistema e é a energia que o liquido possui num ponto anterior ao flange de sucção. Pode ser calculado pela expressão: ( Em caso de poços abertos) (m . c . a)

NPSH = ± Z + (( Pa – Pv )/ צּ) * 10 – h f s

Sendo
Z = Altura de Sucção (m)
Pa = Pressão Atmosférica local (mca)
Pv = Pressão de vapor na temperatura de bombeamento
צּ = Peso especifico (água = 1,0) (m)
hf = Perda de carga na sucção (m)

GRAFICO PARA A CAVITACAO

Para gerar o gráfico para comparação entre NPSHr e NPSHd, utiliza-se o sistema de eixos cartesianos, com a projeção da vazão no eixo X e os NPSH no eixo Y.
O primeiro ponto do NPSHd é obtido com a vazão zero ou seja hs = 0 que define uma reta horizontal paralela a eixo das vazões, os demais pontos da função hs = f (Q) do valor constante da ordenada correspondente ao NPSHd para Q = 0, esta função na maioria dos casos é quadrática e da forma hfs = K . Q^2.












O NPSHr é uma característica do equipamento e fornecido pelo fabricante:

Recomendações Importantes Relativo à sucção

a) . – Evitar turbilhonamento no poço de sucção
b) . – Limitar ao máximo de 2,0 m/s a velocidade de entrada do crivo
c) . – Propiciar submergencia mínima do crivo para evitar a entrada do ar.

H =2.5 x D+ 0.10 m

( H= Altura NA min. )

d)– Evitar descarga acima do crivo
e) - Garantir o mínimo de comprimento para a sucção
f) – Evitar o emprego de tês em sucção onde é inevitável o barrilete.
g) - Bomba trabalhando no inicio da faixa, com baixa pressão e alta vazão;
h) - Existência de altura negativa de sucção;






Fatos que devem ser sempre lembrados:

Uma bomba não cria pressão, ela só fornece fluxo. A pressão é justamente uma indicação da quantidade de resistência ao escoamento.


A Pressão Atmosférica é a responsável pela entrada do fluído na sucção da bomba. Quando a altura de sucção for superior a 8 metros (ao nível do mar), a Pressão Atmosférica deixa de fazer efeito sobre a lâmina d'água.

Se tiveres que tratar com água, consulte primeiro a experiência e depois a razão. (Leonardo da Vinci)






SE: NPSHd > NPSHr




A bomba nestas condições funcionará normalmente, porém, deve-se evitar:




1. Aumento da vazão;


2. Aumento do nível dinâmico da captação;


3. Aumento da temperatura da água.


FENOMENOS ESPECIAIS DA SUCÇÃO

- Vórtice no poço de sucção

Ocorre quando o poço de sucção não esta convenientemente dimensionado e não há recobrimento da entrada do tubo de sucção. O vórtice carreia ar que causa a perda de escorvamento ou redução em até 25% da vazão inicial ou normal.

- Liberação de ar dissolvido

Na água quando há uma redução de pressão na tabulação de sucção, o ar e outros gases dissolvidos na água têm a tendência de liberar na forma de pequenas bolhas.
Para evitar o seu acumulo na tubulação deve ser projetado convenientemente a sucção sem que haja pontos favoráveis para o seu acúmulo.

- Pré Rotação



O escoamento da água na tubulação de sucção das bombas tem tendência a uma rotação, que é introduzida pelo movimento do rotor da bomba e que se chama “Pré rotação “. Este fenômeno já é previsto pelo fabricante no projeto do rotor. Porem se forem introduzidas curvas ou outros dispositivos que se afastem do desenho convencional da sucção alterar-se-á a pré rotação então à entrada de água no rotor que deveria efetuar-se sem choque e segundo angulo ideal para a vazão especificada irá ocorrer segundo a direção inconveniente, havendo ruídos e vibrações, tal como acontece quando há cavitação .

FENOMENOS BÁSICOS DA SUCÇÃO

- SOLUBILIDADE DOS GASES NA ÁGUA

À pressão e temperatura normais, a água é capaz de manter ar em dissolução até cerca de 2% de seu volume. O mesmo acorrendo com outros gases.
“Designa-se por coeficiente de solubilidade a relação entre o volume máximo do gás que pode ser dissolvido e o volume do liquido dissolvente. Na tabela a seguir são apresentados os coeficientes de solubilidade de gases (m3 de gás a 0° C e pressão atmosférica normal, que podem ser dissolvidos na água.


Gás Volume em m3 de gás que pode ser dissolvido em 1 m3 de água
Hidrogênio 0.023
Azoto 0.026
Ar 0.029
Óxido de Carbono 0.030


Oxigênio 0.053
Cloro 5.00

Estes gases são libertados quando ocorre a cavitação onde há uma diminuição de pressão.


TENSÃO DE VAPOR DE AGUA

Tensão de vapor é a pressão exercida pelo vapor em determinado espaço. O espaço diz-se saturado quando não comporta mais vapor.
A tensão de vapor de água saturado aumenta com a temperatura, tornando-se igual à pressão atmosférica no ponto de ebulição ver tabela.

Tensão de vapor de água em função da temperatura

T° ( °C) Pv / (Altura Equivalente em M.C.A)
0 0,062
2 0.072
20 0.238
25 0.323
30 0.433
40 0.752
100 10.332


Pressão atmosférica em função da altitude

Altitude em metros Altura Equivalente em M.C.A
0 10.33
300 9.96
600 9.56
900 9.22
1200 8.88
1500 8.54








Nenhum comentário:

Postar um comentário