A cavitação descreve a formação e subsequente implosão de bolhas de vapor em líquidos quando a pressão local desce abaixo da pressão de vapor do líquido. Isto ocorre frequentemente em sistemas de alta velocidade ou em áreas com grandes diferenças de pressão, tais como bombas, válvulas ou turbinas.
Desenvolvimento técnico
A cavitação ocorre quando a pressão estática de um líquido desce abaixo da pressão de vapor do líquido em determinados pontos, por exemplo, no lado de sucção de uma bomba. Isto provoca a formação de bolhas de vapor. Estas bolhas colapsam assim que atingem áreas de maior pressão. O colapso gera ondas de pressão semelhantes a choques que podem danificar as superfícies dos materiais.
Tipos de cavitação
- Cavitação hidrodinâmica: Ocorre em fluxos de fluidos, especialmente em bombas e turbinas.
- Cavitação ultra-sónica: Utilizada em processos químicos e de limpeza através da aplicação de ondas sonoras de alta frequência.
- Cavitação gerada por vibração: É causada por vibrações mecânicas.
Efeitos técnicos
- Danos mecânicos: A implosão das bolhas gera microjactos e fortes ondas de pressão que provocam a erosão do material ou a formação de pites nas superfícies metálicas.
- Perda de eficiência: Nos sistemas de bombas, a cavitação leva a uma queda no caudal e na eficiência.
- Geração de ruído: A cavitação produz um ruído caraterístico que é descrito como um som de chocalho ou de assobio.
- Falha do sistema: As bombas e as válvulas podem falhar completamente em caso de cavitação prolongada.
Domínios de aplicação e riscos
A cavitação é crítica em muitos sectores industriais:
- Tratamento de águas industriais: A cavitação pode danificar bombas e válvulas em sistemas de osmose inversa ou de nanofiltração.
- Tratamento de águas residuais: A cavitação pode ocorrer a altas velocidades de fluxo em tubagens e reduzir a vida útil dos componentes.
- Aplicações em centrais eléctricas: A cavitação pode reduzir a eficiência e causar danos em turbinas e condensadores.
Evitar e controlar
- Otimização da conceção do sistema: Utilização de bombas com valores NPSH (Net Positive Suction Head) adequados para garantir uma pressão suficientemente elevada.
- Gestão da pressão: instalação de reguladores de pressão ou derivações para minimizar as quedas de pressão.
- Seleção do material: Utilização de materiais resistentes à cavitação, como o aço inoxidável ou ligas especiais.
- Controlo da velocidade: Ajuste do caudal em áreas críticas.
Conclusão
A cavitação é um fenómeno frequentemente subestimado mas extremamente importante no tratamento de águas industriais. O seu controlo e minimização na fase de conceção do sistema é crucial para aumentar a eficiência operacional e garantir a vida útil dos sistemas. Com a ALMAWATECH, os clientes beneficiam de soluções robustas e optimizadas em termos de cavitação, concebidas para uma fiabilidade máxima.
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