Cavitación en bombas centrífugas
Los principales lugares donde la cavitación se produce en las bombas son, en impulsores o hélices . En las bombas centrífugas, la cavitación es el resultado de una reducción en la presión de succión , un aumento en la temperatura de succión o un aumento en el caudal por encima de aquel para el cual se diseñó la bomba.
Ver también: cavitación por succión
Ver también: Cavitación de descarga
Daño de cavitación
La cavitación es, en muchos casos, una ocurrencia indeseable. En las bombas centrífugas, la cavitación causa daños a los componentes (erosión del material), vibraciones, ruido y pérdida de eficiencia.
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Quizás el problema de ingeniería más importante causado por la cavitación es el daño material que las burbujas de cavitación pueden causar cuando colapsan cerca de una superficie sólida. El colapso de las burbujas de cavitación es un proceso violento que genera ondas de choque y microjets altamente localizados . Forzan el líquido energético en volúmenes muy pequeños, creando manchas de alta temperatura y estas perturbaciones intensas generan tensiones superficiales altamente localizadas y transitorias en una superficie sólida. Los signos de erosión aparecerán como picaduras debido a la acción de golpe de ariete de las burbujas de vapor que colapsan. Se ha encontrado que las tasas de daño por cavitación aumentan rápidamente con el aumento en el caudal volumétrico.
Los materiales más blandos pueden dañarse incluso a corto plazo por cavitación . Se pueden observar fosas individuales después de un colapso de una sola burbuja. Por lo tanto, se utilizan materiales más duros para las bombas centrífugas . Pero con los materiales más duros utilizados en la mayoría de las aplicaciones, el estrés cíclico debido a colapsos repetidos puede causar fallas locales por fatiga superficial . Por lo tanto, el daño por cavitación a los metales generalmente tiene la apariencia de falla por fatiga .
Cuando las burbujas de cavitación colapsan, fuerzan el líquido energético a volúmenes muy pequeños, creando manchas de alta temperatura y emitiendo ondas de choque, las cuales son una fuente de ruido. Aunque el colapso de una pequeña cavidad es un evento de energía relativamente baja, los colapsos altamente localizados pueden erosionar metales, como el acero, con el tiempo. La picadura causada por el colapso de las cavidades produce un gran desgaste en los componentes y puede acortar drásticamente la vida útil de la hélice o la bomba.
La cavitación suele ir acompañada también de:
- Ruido. El ruido típico es causado por el colapso de las cavidades. El nivel del ruido que resulta de la cavitación es una medida de la gravedad de la cavitación.
- Vibraciones . Las vibraciones de la bomba debido a la cavitación son vibraciones característicamente de baja frecuencia, que generalmente se encuentran en el rango de 0 a 10 Hz.
- Reducción de la eficiencia de la bomba . Una disminución en la eficiencia de la bomba es un signo más confiable de que se produce cavitación.
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