Aula 03 - Maquinas de Fluxo - Cavitação

8/18/2019 Aula 03 - Maquinas de Fluxo - Cavitação

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MÁQUINAS DEFLUXOCAVITAÇÃO


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DEFINIÇÃO

“Cavitação é o nome que se dá ao fenômeno devaporização de um líquido pela redução da pressão,durante seu movimento.”


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O FENÔMENO

Quando o liquido em escoamento, passa por uma reião de !ai"apressão, c#eando a atinir a “pressão de vapor” ou “tensão devapor” do liquido na temperatura em que se encontra, inicia$se oprocesso de vaporização do mesmo. %as rei&es mais rarefeitasformam$se !olsas, !ol#as ou cavidades 'daí o nome cavitação(, e

estas conduzidas pela corrente liquida que é provocada pelo)rão propulsor 'rotor( associada a rande velocidade, atinemrei&es de alta pressão causando o colapso, com a condensaçãodo vapor e retorna ao seu estado liquido.


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O EFEITO

*s superfícies metálicas onde se c#ocar estaspartículas resultantes das condensação sãosu!metidas a atuação de forças comple"as

oriundas da eneria destas partículas, queproduzem percuss&es, desareandoelementos de material de menor coesão eassim formam pequenos orifícios, que com oprosseuimento do fenômeno, dão asuperfície um aspecto espon+oso e corroído. a “erosão por cavitação”.


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CONSEQUÊNCIAS

• Queda do rendimento

• *umento da pot-ncia de ei"o '!om!as(

• arc#a irreular, trepidação e vi!ração das máquinas,

devido ao des!alanceamento• /uído, provocado pelo fenômeno de implosão das!ol#as.

0ependem do tempo de duração, intensidade decavitação, propriedade do líquido e resist-ncia do

material 1 erosão por cavitação.* destruição das paredes da carcaça e das pal#etas dorotor, provocada pelos c#oques, é devida a dois efeitos2efeito mec3nico e efeito químico.


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NPS ! NET POSITIVE SUCTION EAD

a disponi!ilidade de eneria com que o liquidopenetra na !oca da !om!a e que a ele permitiráatinir as pás do rotor.

5am!ém con#ecida por *674 8 “*ltura positivaliquida de sucção”.

%649 disponível : uma característica dainstalação em que a !om!a opera, e da pressãodisponível do líquido no lado de sucção da !om!a.

%649 requerido : uma característica pr)pria decada !om!a. ;le é fornecido, normalmente, pelofa!ricante da !om!a, para cada !om!a de sua lin#a.


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NPS DISPON"VEL

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MÁXIMA ALTURA ESTÁTICA DEASPIRAÇÃO

#ta$%&' a(')to*

#ta$%&' +',-a.o ' /)'00&)i1a.o*

9! : pressão atmosférica

ca que a!om!a esta acima do reservat)rio e se for neativa esta a!ai"o.

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NPS REQUERIDO #EMP"RICO*

?# : 0iferencial de altura

9 : altura manométrica= : fator de cavitação

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FATOR DE CAVITAÇÃO ! FATOR DETOMA

n :rotação $ rpm

9 : altura manométrica $ mQ : vazão 8 m@As

B : fator da rotação especifica

C,CCDD 8 para !om!as centrifuasradiais

C,CCDE 8 para !om!as #elicoidais

C,CCDFG 8 para !om!as a"iais

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FATOR DE CAVITAÇÃO ! FATOR DE2ISLICENUS

ns : velocidade especi>ca

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FATOR DE CAVITAÇÃO ! FATOR DECARDINAL VON 2IDDERN


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M3TODO DE PFLEIDERER

n : rotação

Q : vazão

H : coe>ciente de redução da seção deentrada do rotor

I : coe>ciente adimensional

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M3TODO DE PFLEIDERER

H : coe>ciente de redução da seção de entrada dorotor

dm : di3metro do >lete médio

de : di3metro da entrada da !om!a

I : J,K 8 !om!as radiaisJ,L 8 !om!as #elicoidais

J,F 8 !om!a a"iais

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ROTAÇÃO E VELOCIDADE ESPECIFICA

nq : rotação especi>ca


n : rotação da !om!a

Q: vazão9: altura manométrica

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CONDIÇÃO PARA NÃO CAVITAÇÃO

I.'a4

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"s cuidados adotados para procurar-se evitar o

fenômeno de cavitação são#

$% & a bomba deve ser instalada o mais perto

possível do nível de captação com a finalidade

de diminuir 's, ou, se possível, a bomba deveser instalada abai(o do nível de captação

)bomba *afogada+ com isto 's . !

/% & a tubulação de sucção deve ser a menor

possível com a finalidade de diminuir a 0s!


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"s cuidados adotados para procurar-se evitar o

fenômeno de cavitação são#

1% & o di2metro de sucção deve ser um

di2metro superior ao di2metro de recalque com

a finalidade, tanto de diminuir a carga cinticade entrada da bomba, quanto diminuir 0s!

3% & o ponto de trabal'o da bomba deve estar

o mais pr4(imo do ponto de rendimento

má(imo!


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5esistem ao fenômeno de cavitação# 6%6% &

7lumínio & bronze & aço fundido & aço docelaminado & bronze fosforoso & bronze

mangan8s & aço-cromo & ligas de aço ino(idável

especiais!

& 7tualmente recorre-se a elastômeros

)neoprene, poliuretano, que são aplicados na

forma líquida, aderindo ao metal e aumentando

sua resist8ncia a cavitação! 7lguns podem, at serusados na recuperação de rotores cavitados, outro

mtodo atravs da solda eltrica e em seguida

esmeril'a-se o rotor !


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EXERC"CIO 56

4upon#amos que uma !om!a de modelo #ipotético se+a colocada paraoperar com EGmca de altura manométrica, a uma vazão de EJ,Gm@A#,altura de sucção de J,Gm e perda de cara por atrito na sucção deD,Kmca. * pressão atmosférica é de L,Mmca e a pressão de vapor doliquido é de C,KGmca.

0etermine o %649disp sa!endo que o %649req é de F,Nmca e veri>que se amesma irá cavitar.


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EXERC"CIO 57

0etermine o %649req de uma !om!a #elicoidal utilizando o método de 5#oma para determinar o fator de cavitação com os seuintes dados2

• *ltura manométrica2 FDmca

• Oazão2 JG7As

• Pator da rotação especi>ca2 C,CCDE

• /otação2 DDGC rpm


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EXERC"CIO 58

0etermine a altura manométrica de uma !om!a a"ial pelo método de6eiderer com o seuintes dados a!ai"o2

• Oazão2 DJC 7As

• /otação2 EGCC rpm

• I2 J,F

• 0i3metro do >lete médio2 JCCmm

• 0i3metro da entrada da sucção2 JGCmm

• Roe>ciente de cavitação2 C,CLDG


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EXERC"CIO 59

0etermine a má"ima altura de aspiração de uma !om!a o!tendo o fatorde cavitação através do método de Rardinal Oon Siddern com osseuintes dados a!ai"o2

• 6ressão atmosférica2 L,Dmca

• 6erda de cara na aspiração2 J,Lm• *ltura representativa da velocidade2 C,DGmca

• 6ressão de vapor do liquido2 E,Dmca

• Oazão2 DG7As

• *ltura manométrica2 MGmca

• /otação2 DMGC rpm


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EXERC"CIO 5:

0etermine a má"ima altura de aspiração de uma !om!a que retira auade um tanque pressurizado o!tendo o fator de cavitação através dométodo de Sislicenus com os seuintes dados a!ai"o2

• 6ressão do tanque2 GCmca

• 6erda de cara na aspiração2 J,Lm• *ltura representativa da velocidade2 C,DGmca

• 6ressão de vapor do liquido2 E,Dmca

• Oazão2 DG7As

• *ltura manométrica2 MGmca

• /otação2 FJCC rpm

• : LMC HfAm@


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