Cavitacion EXPO (1)

7/23/2019 Cavitacion EXPO (1)

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Cavitacin

UNIVERSIDAD NACIONAL PEDRO

RUIZ GALLO

FACULTAD E INGENIERIA CIVIL,SISTEMAS Y ARQUITECTURA

ESCUELA PROFESIONAL

DE INGENIERIA CIVIL

Integrantes: Santisteban Tuoque Manuel Rivera Vasquez Nilton Sanchez Martinez Ana silvia Diaz Fernandez Segundo !randa Sa"#e" $uigui

!ru#o %


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Que es la cavitacin ?

La cavitacin es un fenmeno fsico, mediante el cual un lquido, en

determinadas condiciones, pasa a estado gaseoso y unos instantes

despus pasa nuevamente a estado lquido.

Este fenomeno tiene dos fases:

Cambio de estado lquido a estadogaseoso.

Fase .!

Cambio de estado gaseoso a estadolquido.

Fase ".!

liquido

vapor

liquido


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Cuando puede haber cavitacin ?

La cavitacin es un fenmeno muy frecuente en sistemas #idr$ulicosdonde se dan cambios bruscos de la velocidad del lquido.

E%emplos: En partes mviles:

& labes de turbinas

& Rodetes de bombas

& Hlices de barcos

En partes no mviles:

&

&

&

Estrangulamientos bruscos

Regulacin mediante orificios

En vlvulas reguladoras

Las siguientes diapositivas describen el fenomeno en la regulacincon v$lvulas. Las e'plicaciones son aplicables a los otrose%emplos.


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Cuales son los efectos de la cavitacin ?

Efectos:

Ruidos y golpeteos.

Vibraciones.

Erosiones del material da!os

&

&

& debidos a la cavitacion".


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Daos tipicos de la cavitacin

#avitacin en unavalvula de mariposa.

#ondiciones defuncionamiento$

(resin aguas arriba:

." ).* bares

(resin aguas aba%o:

+. bares

elocidad del fluido:"." m-seg

referida al di$metro

nominal/

0iempo en

funcionamiento:

&

&

&

&

&


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Daos tpicos de la cavitacin

#avitacin en unavlvula decompuerta.

La v$lvula de compuerta no

#a estado completamentecerrada y en la seccin de

paso la velocidad #a sido

muy alta. 5espues de tres

meses de funcionamiento el

cuerpo de la v$lvula muestra

los da1os de la fotografia.


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Daos tipicos de la cavitacin

#avitacin en elpistn de unavalvula de pasoanular.

(ueden aparecer da1ospor cavitacin debido a

un mal dimensionado

de una valvula

reguladora, tal como

puede verse en la

fotografia asd%unta.


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Cmo aparece la cavitacin?

6n liquido se evapora cuando la energa no es

suficiente para mantener las molculas

unidas, entonces estas se separan unas deotras y aparecen burbu%as de vapor.

En las siguientes diapositivas se muestra

como ocurre esto para el caso mas comun,

el agua.


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Cuando se evapora el agua (I)?

La condicin de paso

de lquido a vapor

depende de dos

par$metros:

& temperatura

& presin

La correlacin es lo

que se conoce comocurva

caracterstica de lapresin de vapor.

%resin

&bar'

#urva de presin de vapor del agua

+.++

lquido

.++

+.+

v

ap

or

+.+

+ "+ *+ 7+ 8+ ++ "+


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Cuando se evapora el agua (II) ?

9 presin atmosfrica

bar/el agua seevapora a ++4C.

Cuando la presin

decrece, el proceso de

evaporacin comiena

a una temperaturamenor.

E%emplo:

9 una presin de

+.+" bares el agua se

evapora a unatemperatura

apro'imada de 84C.

%resi

n

&bar'

#urva de presin de vapor del agua

+.++

lquido

.++

+.+

v

ap

or

+.+

+ "+ *+ 7+ 8+ ++ "+


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or !ue el agua a veces est" a menor

presin !ue su presin de vapor?

El agua que fluye por las tuberas est$ generalmente

a presin, producida por una bomba o debido a una

diferencia de alturas proveniente de un depsito/ y

es considerablemente mayor que la presin devapor.

(ara comprender por que ran la presin del agua

en el punto de estrangulamiento de una valvula llega

a ser menor que la presin de vapor, estudiaremos el

balance de energia de el fluido.


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#nerga contenida en un fluido

La energa total de unfluido est$ compuesta

de los siguientes tipos

de energas:

*

(eorema de +ernoulli

constante,-a suma de todasestas energas es

constante

Energa (otencial

Energa de (resin

Energa Cintica

(rdida de Carga


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#volucin de los tipos de energasLa energa total almacenada

en el depsito debida a lacarga est$tica acumulada en

el mismo es la energa

potencial del sistema.

Cuando circula un caudal

por la tuberia #oriontal la

energa potencial

disponible se convierte

en:

Energa #inticaEn

erga

potencial

& %rdida de carga

& Energa de presin

& Energa cintica Energa depresin

%rdidade carga


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#volucin de los tipos de energa en el

punto de regulacin

vena

(I)5ebido al estrec#amiento de

la seccin de paso en puntode regulacin, la velocidad

del fluido y por tanto su

energa cintica aumentan

considerablemente. contracta

5ebido, tambien, alestrec#amiento las

prdidas tambien

aumentan de forma

apreciable.

En la ; vena contracta; la

energa de presin

restante, y por tanto lapresin local, decrece

considerablemente ya

que la energa total debe

permanecer constante.

Energa

%rdidade carga

de

Energa cintica


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#volucin depunto

los tipos de energa en el

de regulacin (II)


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Implosin de las burbu$as de vaporLa implosin de las burbu%as de

vapor sigue ciertas direcciones,

dependiendo de las condicionesde presin:

5ireccon del flu%o

En el centro dela tubera

La burbu%a se vadeformando

=urbu%a de vapor

totalmente

desarrollada

3mplosin 4icroc5orro

En la pared de latubera

5ireccon del flu%o


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Implosin de las burbu$as de vapor

9l cambiar de estado gaseoso

a lquido, las burbu%as devapor se colapsan subitamente

implotan/ y esto produce que

el agua que las rodea se

acelere #acia el interior de las

mismas formando una especie

de #endidura.

Esto origina un ;>icroc#orro;

que golpea las paredes del

cuerpo de la v$lvula o de la

tubera a muy alta velocidad

v?+++ m-seg/, causando

picos de presin de #asta++++ bares, lo que erosiona

los materiales a nivel

molecular.


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Cuando aparece la cavitacin?

Condiciones esenciales:

9lta presin diferencial

=a%a contrapresin

9lta velocidad del fluido

&

&

&


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Como puede evitarse la cavitacin?

La cavitacin es un efecto fsico cuya aparicin depende de las

condiciones de funcionamiento. (or tanto, cuando se proyecta unainstalacin debe intentarse que no apareca la cavitacin o que sus

efectos sean los menores posibles.

5e cualquier manera la instalacin debe ser efectiva y para ello es

necesario elegir las v$lvulas apropiadas.

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