cavitação
A cavitação consiste num fenómeno que ocorre quando um líquido escoa numa região
onde a pressão se reduz à pressão de vapor,
entrando o líquido em ebulição, formando-se bolsas de vapor de massa líquida.
As bolhas de vapor são arrastadas pelo líquido até que se atinja uma região de pressão
mais elevada onde entram em colapso quase instantaneamente.
Se as bolhas de vapor estão próximas ou em contacto com uma fronteira sólida quando
entram em colapso, as forças exercidas pelo líquido, ao preencher os espaços
anteriormente ocupados pelo vapor,
criam pressões localizadas extremamente elevadas que causam erosão na superfície
sólida.
Este fenómeno é acompanhado de ruído e vibrações e pode comparar-se à passagem de
pedregulhos por uma bomba centrífuga.
Num escoamento de um líquido, o coeficiente de cavitação (s) é bastante útil para
caracterizar a susceptibilidade do sistema à cavitação.
Este parâmetro pode ser calculado através da seguinte expressão matemática: s = (p-
pv)/(sV2/2),
onde p é a pressão absoluta no ponto em estudo, pv é a pressão de vapor do líquido,
é a massa específica do líquido e V a velocidade média numa secção não perturbada, ou
velocidade de referência.
O coeficiente de cavitação tem a forma de um coeficiente de pressão.
Dois sistemas geometricamente semelhantes estão igualmente sujeitos à cavitação ou
sofrem cavitação com igual intensidade para um mesmo valor de s.
Quando é igual a zero, a pressão reduz-se à pressão de vapor e ocorre a ebulição do
líquido.
A protecção contra a cavitação deve começar pelo projecto hidráulico do sistema a fim
de evitar,
se possível, baixas pressões. Se isto não for possível, a utilização de materiais
resistentes à cavitação ou de revestimentos especiais pode ser uma medida eficaz.
Pequenas quantidades de ar injectadas em sistemas hidráulicos têm reduzido bastante os
efeitos da cavitação.
A formação de bolsas de vapor reduz o espaço útil para a passagem do líquido e, em
consequência,
diminui o rendimento da máquina hidráulica. A cavitação pode conduzir a três situações
indesejáveis: baixo rendimento, erosão das superfícies em contacto com o líquido e
ruído e vibrações. As pás curvas são particularmente susceptíveis à cavitação no lado
convexo, e podem apresentar áreas localizadas onde a cavitação produz erosão ou
quebra.
Todas as máquinas hidráulicas, propulsores de navios e muitas estruturas hidráulicas
estão sujeitos à cavitação.
Deste modo, esta deve ser tida em linha de conta nos respectivos projectos.