Presentacin de PowerPoint

CAVITACIONINTEGRANTES:Erick Giancarlo Estrada LiendoAngelo Raul Zeballoz AragonDiego Huamn Cornejo

UNIVERSIDAD JOSE CARLOS MARIATEGUICarrera profesional de ING CIVIL VIII CICLO

CURSO: Abastecimiento de agua y alcantarillado

CAVITACION

DEFINICIN:La cavitacin es un fenmeno fsico, mediante el cual un lquido, en determinadas situaciones, pasa a estado gaseoso y unos instantes despus pasa nuevamente a estado lquido. Este fenmeno tiene dos fases:

Fase 1.- Cambio de estado lquido a estado gaseosoFase 2.- Cambio de estado gaseoso a estado liquido

La cavitacin es un fenmeno muy frecuente en sistemas hidrulicos donde se presentan cambios bruscos de la velocidad del lquido. Eje:Hlices de barcoEstrangulamientos bruscosEn vlvulas reguladoraslabes de turbinas

FACTORES QUE INTERVIENEN EN SU APARICIN:

Un lquido se evapora cuando la energa no es suficiente para mantener las molculas unidas, entonces se separan unas de otras y entonces aparece el vapor. Uno de los ejemplos ms comunes es el que ocurre con el agua, la condicin de paso de lquido a vapor depende de dos parmetros: Temperatura y Presin.

ANLISIS ENERGTICO EN SISTEMAS DE TUBERAS:

IDENTIFICACION DE ENERGIASLa energa total de un fluido est compuesta por los siguientes tipos de energa:

EVOLUCIN DE LOS TIPOS DE ENERGALa energa total almacenada en el deposito debido a la carga esttica acumulada en el mismo, es la energa potencial del sistema, Cuando el agua empieza a circular por las tubera la energa potencial se transforma en energa cintica, energa de presin y perdidas energa producidas por la rugosidad de los materiales y otros factores. Debido al estrechamiento de la seccin de paso en un punto de regulacin, la velocidad del fluido y por tanto su energa cintica aumentan considerablemente. Debido tambin al estrechamiento las perdidas tambin aumentan de forma apreciable.

En la vena contractada la energa de presin restante, y por tanto la presin local, decrece considerablemente ya que la energa total debe permanecer constante.

Si en este punto la presin baja por debajo de la presin de vapor, el agua se evapora, Entonces se forman burbujas de vapor que se deforman al incrementarse la presin y finalmente explotan

IMPLOSIN DE LAS BURBUJAS:

Implosin de las burbujas de vapor sigue ciertas direcciones dependiendo de la ubicacin en la seccin de las tuberas.

Al cambiar de estado gaseoso a lquido, las burbujas de vapor se colapsan sbitamente (implosin) y esto produce que el agua que las rodea se acelere hacia las paredes de la tubera formando una especia de hendidura, lo cual va erosionan los materiales a nivel molecular.

CAUSAS DE LA CAVITACIN EN BOMBAS:

Cavitacin en el ojo del rodete o de aspiracin. Se produce cuando existe demasiado vaco que excede la presin del vapor del lquido bombeado. El lquido hierve y se separa del resto. Las bolsas de vaco aparecen en el centro del impulsor, que es la zona de ms baja presin, y se desplazan hasta su implosin o colapso. Este tipo de cavitacin la causa una altura de aspiracin excesiva o bien, que el NPSHD de la instalacin se vuelva insuficiente por aumento de la prdida de carga en la succin de la bomba (obstrucciones parciales). La bomba no provoca ambas situaciones sino su entorno (instalacin / aplicacin). Cavitacin en el tajamar de la voluta o de impulsin. Esta situacin se da cuando la altura de descarga es demasiado alta, desplazando el punto de trabajo hacia la izquierda y fuera de la curva de funcionamiento. La cavitacin se localiza entre el extremo del lave del rodete y donde acaba la envolvente del cuerpo o tajamar. El lquido se estira debido al bajo caudal y a la alta presin diferencial en ambos lados del tajamar. Al paso de los laves, se forman y se colapsan burbujas continuamente. Entre un lave y el siguiente, aparecen burbujas que permanecen en el tajamar hasta que el siguiente lave la alcanza. Es entonces cuando se crea una presin suficiente que permite la implosin de la burbuja en el extremo del lave. En la parte posterior del lave ya se ha formado una nueva burbuja que permanece ah hasta que implosiona en el siguiente lave.

DAOS PRODUCIDOS: Debe tenerse en cuenta que vlvulas y otros accesorios pueden cavitar sufriendo los mismos efectos perjudiciales que una bomba. Si una vlvula tiene su admisin parcialmente cerrada, probablemente cavitar y se deteriorar de la misma forma que lo hara un impulsor y la placa de desgaste de una bomba cuya aspiracin estuviera obstruida.

CULES SON LOS EFECTOS DE LA CAVITACIN?

En la cavitacin de aspiracin, el dao observado puede abarcar desde unas pocas picaduras localizadas en el ojo del rodete hasta una rotura total del impulsor y destruccin de la placa de desgaste. En la mayora de casos, el dao consiste en picaduras en el rodete y en la placa de desgaste.Ruidos y golpeteos.Vibraciones.Erosiones del material (daos debidos a la cavitacin).

La vlvula de compuerta no ha estado completamente cerrada y en la seccin de paso la velocidad ha sido muy alta. Despus de tres meses de funcionamiento el cuerpo de la vlvula muestra los daos de la fotografa

SINTOMAS:

La forma ms segura de comprobar si una bomba est cavilando es controlar la lnea de aspiracin mediante la instalacin de un vacumetro. Adems:Mantener la entrada de la bomba hidrulica limpia y libre de obstrucciones.Utilizar una tubera de aspiracin de dimetro interno lo suficientemente grande y de longitud lo ms corta posible.Minimizar al mximo el nmero de codos en la lnea de la aspiracin.Mantener las velocidades de rotacin de la bomba dentro de los mrgenes nominales.

CAVITACIN EN EL PISTN DE UNA VALVULA DE PASO ANULAR:

Pueden aparecer daos por cavitacin debido a un mal dimensionado de una vlvula reguladora, tal como puede verse en la fotografa adjunta. Un lquido se evapora cuando la energa no es suficiente para mantener las molculas unidas, entonces estas se separan unas de otras y aparecen burbujas de vapor

PROBLEMAS DE LA CAVITACION EL LA INGENIERIA:

Las acciones de tipo fsico que pueden deteriorar al hormign dando lugar a su desgaste superficial o a su prdida de integridad o disgregacin pueden ser de diferentes tipos tales como: hielo y deshielo; abrasin, cavitacin y choques trmicos.Desgaste superficial por cavitacin, el fenmeno de cavitacin ataca a la superficie del hormign en forma de picaduras que posteriormente se unen en zonas erosionadas amplias.

EFECTO MECANICO:Con las implosiones se decrecen los dimetros de las burbujas, las partculas en estado lquido se aceleran y se desplazan hacia el centro de estas burbujas chocando entre s, estos choques provocan sobrepresiones (golpe de ariete) que se propagan en todas las direcciones afectando principalmente a las ranuras de las superficies metlicas por lo que en muy poco tiempo pueden ocasionar daos a la estructura de la maquina (rotor). Y el problema y quizs el ms importante es el de la reduccin de la eficiencia de la bombaEFECTO QUIMICO:Con la implosin de las burbujas se liberan iones de oxigeno que como sabemos atacan las superficies de los metales.DESCRIPCIN DEL FENMENO:El fenmeno consiste en un cambio rpido y explosivo de fase lquida a vapor. Si el lquido fluye a travs de una regin donde la presin es menor que su presin de vapor, ste hierve y forma burbujas. Estas burbujas son transportadas por el lquido hasta llegar a una regin de mayor presin, donde el vapor regresa al estado lquido de manera sbita aplastndose bruscamente las burbujas.

La supercavitacin es la versin extrema de la cavitacin en la que se forma una nica burbuja de manera que envuelve el objeto en desplazamiento casi por completo. Un cuerpo con supercavitacin tiene una resistencia extremadamente baja, porque la friccin sobre su superficie es casi inexistente.RECOMENDACIONES PARA EVITAR LA CAVITACIN:

La cavitacin es un fenmeno fsico cuya aparicin depende de las condiciones de funcionamiento. Por tanto, cuando se proyecta una instalacin debe intentarse que no aparezca la cavitacin o que sus efectos sean los menores posibles.De cualquier manera la instalacin debe ser precisa, para ello las vlvulas deben ser las apropiadas. Utilice las vlvulas de compuerta y mariposa solo para trabajar en posicin completamente abierta o cerrada y no en posiciones intermedias.