CAVITACIONLa cavitacin es un proceso fsico de formacin de la fase de vapor de un liquido donde a temperatura constante se somete a presiones reducidas. Es decir el proceso de ebullicin de un lquido no se da por adicin de calor si no por la reduccin de presin.Se dice que un lquido cavita cuando forma burbujas de vapor y estas comienzan a crecer a medida que se reduce la presin.Tenemos un tubo Venturi (se aumenta la velocidad y se reduce la presin de un caudal de un fluido constante) diseado para medir la velocidad de un fluido aqu se puede ver y or como fluye el agua a travs de este.En la parte ms delgada ocurre la cavitacin, se generan burbujas que se trasladan a lo largo del tubo. Si las burbujas llegan a zonas de presin mas elevadas colapsan, lo que en una tubera puede daar la pared del tubo.La cavitacin es un fenmeno muy frecuente en tubos hidrulicos como aqu en una hlice marina en regiones de baja presin a velocidades altas de rotacin. Las hlices giran formando un patro helicoidal.Se forman burbujas por estar sometido a una regin de baja presin y un cambio brusco de la velocidad del liquido.TIPOS DE CAVITACINLos experimentos que se realizan en el video son en un canal de circulacin de gas. Se observa un hidroplano que esta suspendido en un punto. La cavitacin se produce primero en la interseccin de la hidroala y soporte vertical, se aumenta la velocidad del fluido a una presin menor a la atmosfrica hasta que se produce la cavitacin.Cada vez se va aumentando mas la velocidad si esto ocurre va a existir un numero mayor de Reynolds pues esta en una transicin de laminar a turbulento y la cavitacin se observa cerca de la lines de presin minima, la regin de cavitacin se puede observar bajo una luz incandescente constante.Bajo una iluminacin estroboscpica se observa la regin de cavitacin que se compone de burbujas individuales. En el video se toman imgenes de alta velocidad que revelan cada burbuja mientras esta en la regin de baja presin. El colapso de las burbujas se da a medida que son arrastrados hacia abajo en la regin que tiene mas alta presin que en este caso es cerca del borde posterior.Se puede observar la cavitacin en cada burbuja individual ya que esto es caracterstico de formas de gradiente de presiones suaves es decir que la diferencia de presin es lenta.SUPERCAVITACION DE HIDROALASAhora se va a observar un fenmeno hidrodinmico que se produce al moverse un objeto a gran velocidad.Cuando el borde delantero de un hidroplano es fuerte, la cavitacin comienza en este borde. La diferencia fundamental entre cavitacin y supercavitacion reside en la velocidad. Se forma una cavidad llena de vapor en vez de burbujas individuales. La supercavitacion se puede dar cuando se aumenta el angulo de ataque o la velocidad de flujo o se reduce la presin pero hasta el punto donde la regin de cavitacin se extiende mas alla del borde de salida a este flujo es el que se conoce como supercavitacion.Este tipo de hidroala esta diseado para operar de manera eficiente en esta condicin y se conoce como un hidroplano supercavitante. La cavitacin es un fenmeno negativo tanto para la industria nava o aeronutica, mientras que la supercavitacion no porque cuando hay el cambio de fase las burbujas implotan y producen un rpido desgaste de la superficie mientras que en la supercavitacion exageran el efecto con el fin de que el objeto sumergido en el fluido se vea rodeado de una burbuja de gas en su totalidad para reducir el efecto de la friccion del fluido y obtener mayores velocidades y haciendo que la implosin del gas se efectue atrs de la cola del objeto.FLUJO SOBRE HELICESEsta es una hlice diseada para operar en condiciones supercavitantes, la cavitacin aparece en cada hoja y en los nucleos de los vrtices de punta donde la presin es baja.La cavitacin puede ocurrir en cizallamiento turbulento debido a la reduccin de la presin en intensos remolinos.Se observa la cavitacin a altas velocidades, las fluctuaciones de presin en la zona de alto cizallamiento turbulento en el borde de la barra de plomo. Se tomaron fotografas de alta velocidad donde se muestra que el flujo en el extremo de la cavidad entra de nuevo y se mueve aguas arriba. Lo que se va a observar es que la cavitacin aparece en las zonas de alto cizallamiento turbulento en los bordes de la estela superior.CAMARAS DE BURBUJAOtro ejemplo de cavitacin se produce en cmaras de burbujas que son utilizados para estudios particulares nucleares de alta energa.Se observa un par de electrones positrones que han producido pistas de burbuja en hidrogeno liquido que esta a una presin por debajo del punto de ebullicin por lo tanto es inestable.Se puede observar que la cavitacin puede tomar diferentes formas como pequeas burbujas, grandes cavidades, supercavitacion, cavidades nos estacionarias y a menudo una mezcla de estos tipos.EFECTOS DE LA CAVITACION Y FLUJOSHay un dinammetro diseado para medir la fuerza de ascenso y el arrastre en un hidroplano suspendido en un punto. La primer toma que se hace es antes de que halla cavitacin y la reduccin de presin no hace que cambie la fuerza de friccion.Se aumenta la velocidad del fluido y se comienza a desarrollar la cavitacin, la reduccin adicional de la presin provoca una disminucin de la elevacin y el aumento en el arrastre es decir aumenta la friccion.Dado que las secciones de hidroala constituyen tantos tipos diferentes de bombas Machines-, turbinas, hlices, puntales eje de la hlice, mezcladores - los efectos de la cavitacin sobre tales mquinas se pueden ilustrar mediante el estudio de las fuerzas en la seccin de la hidroala.El ascensor es proporcional a la diferencia en las curvas que representan las distribuciones de presin en las superficies superior e inferior de la hidroala. Como se disminuye la presin ambiente, las presiones sobre las superficies superior e inferior disminuyen en exactamente la misma cantidad hasta que la superficie superior empieza a cavitar. En este punto, la presin en la superficie superior ya no puede disminuir por debajo de la presin de la cavidad, que est cerca de la presin de vapor. Puesto que la presin en la superficie inferior hace disminucin, el ascensor desciende. La forma de la curva de presin cambia a medida que se desarrolla la cavitacin; la distribucin de presin resultante es tal como para causar un aumento en la friccin. Por lo tanto, hydrofolis y muchas mquinas hidrulicas que estn diseados para un funcionamiento eficiente Hidroplanos subcavitantes pierden eficacia cuando se produce cavitacin. Cuando la cavitacin es inevitable y las condiciones son tales que los perfiles hidrodeslizador supercavitantes diseado especficamente para lograr altas tasas de elevacin de arrastre.