O que é cavitação em bomba?
A cavitação da bomba refere-se à situação em que, quando a pressão sobre o líquido na bomba diminui, o líquido vaporiza, gerando muitas bolhas. As bolhas aumentam gradualmente.
No momento em que a bolha colapsa, o fluido em alta velocidade na bomba impacta dentro da bolha. Essa força de impacto danificará a bomba, erodirá seu corpo, formará cavitação e reduzirá sua vida útil.
Por que ocorre a cavitação da bomba?
Para entender por que a bomba cavitação Para que isso ocorra, precisamos primeiro entender as propriedades físicas da água. Como todos sabemos, água e vapor podem ser convertidos um no outro. Quando a temperatura da água permanece inalterada e a pressão cai a um valor crítico, a água vaporiza. Essa pressão é chamada de pressão de vapor.
Quando ocorre a vaporização, a água emite vapor e bolhas. Esse processo é chamado de vaporização da água, e o processo de vaporização é a causa da cavitação.
Processo de Cavitação da Bomba
Primeiro, a pressão sobre a água na bomba diminui e a água se vaporiza. Durante esse processo, uma grande quantidade de vapor é produzida e o gás dissolvido na água forma bolhas.
À medida que as bolhas fluem da área de baixa pressão para a área de alta pressão na bomba com a água, elas se condensam rapidamente e colapsam sob a ação da alta pressão. Nesse momento, a água de alta pressão flui rapidamente para o espaço anteriormente ocupado pelas bolhas.
Então, como o gás na bolha ainda não condensou, a água em alta velocidade avança em direção à bolha, impactando-a e formando mais bolhas menores. As bolhas menores continuarão a condensar e colapsar sob alta pressão.
Finalmente, quando a reação de vaporização se repete, as bolhas na superfície do canal de fluxo e próximas ao impulsor exercem forte impacto sobre o material e, em casos graves, podem ocorrer cavitação em favo de mel ou até mesmo fratura das peças de desgaste. O gás ativo nas bolhas permanece em contato com o metal por um longo período, o que o corroe.
O que causa a cavitação da bomba?
Animação de Cavitação de Bomba
A cavitação é um problema comum em bombas. Muitas operações inadequadas podem levar à cavitação.
A cavitação é determinada pela capacidade anticavitação da bomba e pelo dispositivo de sucção.
A seguir estão algumas razões importantes para a cavitação da bomba.
1. A velocidade do motor está muito alta
Quando a velocidade do motor da bomba é muito alta, a vazão na porta de sucção do impulsor aumenta. De acordo com o princípio de Bernoulli, quando a velocidade aumenta, a pressão diminui. Quando a pressão é inferior ao valor crítico da pressão de vapor, o líquido vaporiza, levando à cavitação da bomba.
2. A resistência do tubo de sucção é muito grande
Quando o tubo de sucção da bomba é muito longo, tem muitos cotovelos ou bloqueios no tubo, a pressão do líquido diminui ao fluir pelo tubo, o que pode causar cavitação na bomba.
3. A altura de instalação da bomba é muito alta
Toda bomba possui um parâmetro importante, o NPSH. Quando a bomba é instalada muito alta em relação ao nível do líquido, sua NPSHa (altura de sucção líquida positiva disponível) será menor que NPSHr (altura de sucção líquida positiva necessária), o que causará a diminuição da pressão de sucção e a cavitação da bomba.
4. A temperatura do líquido está muito alta
Quando a temperatura do líquido que transportamos é muito alta, uma pequena quantidade de líquido pode vaporizar antes de atingir a extremidade de sucção, o que torna mais provável a ocorrência de cavitação na bomba.
5. Bombas múltiplas em paralelo
Quando nossas condições de trabalho são mais complicadas e usamos várias bombas em paralelo para transportar líquidos, se as bombas paralelas estiverem configuradas de forma desigual, a vazão de uma bomba será muito pequena, a pressão na extremidade de sucção diminuirá e ocorrerá cavitação na bomba.
Como identificar a cavitação? Danos causados pela cavitação da bomba
Danos às peças de desgaste
A cavitação da bomba impactará o peças de desgaste, causando cavitação em forma de favo de mel nas peças de desgaste e até mesmo quebrando ou corroendo as peças de desgaste.
Vibração
Quando a frequência de pulsação da cavitação da bomba estiver próxima da frequência natural da bomba durante a operação, isso também fará com que a bomba vibre violentamente.
Quando ocorre vibração, o manômetro flutua.
Aumento da temperatura do rolamento
A cavitação da bomba faz com que ela vibre violentamente, aumentando o atrito e a temperatura do rolamento. Use um termômetro para medir a temperatura do rolamento.
Se a temperatura do mancal estiver mais alta que o normal, pode ter ocorrido cavitação.
Barulho
Quando ocorre a cavitação da bomba, um grande número de bolhas colapsa e o fluxo de água em alta velocidade impacta, causando ruído intenso.
O som da cavitação é semelhante ao som de estalo de uma pedra batendo em metal, e o som aumenta ou diminui conforme a vazão.
Diminuição da eficiência
O grande número de bolhas produzidas pela cavitação da bomba dificultará o fluxo de água, resultando em diminuição da vazão, instabilidade da altura manométrica da bomba e redução da eficiência da bomba.
Quando o valor do medidor de vazão é 10% menor que o valor esperado, pode-se inferir que ocorreu cavitação.
Como evitar a cavitação da bomba?
1. Reduza a velocidade do motor da bomba
Ajustar a velocidade do motor para a velocidade adequada de acordo com a tabela de parâmetros da bomba ou curva de desempenho da bomba evitará efetivamente a cavitação.
2. Projeto de Pipeline
Melhore o projeto do tubo de sucção, reduza o número de cotovelos, permita que a água flua sempre com maior eficiência e reduza a perda de atrito da água no tubo.
3. Instale a bomba corretamente
Cada bomba possui uma determinada margem de cavitação NPSH. Antes de instalar a bomba, ela deve ser instalada de acordo com os parâmetros pré-determinados para garantir que NPSHr seja maior que NPSHa.
4. Manutenção regular
Após a instalação da bomba, a manutenção regular deve ser realizada de acordo com o manual de operação fornecido pelo fabricante da bomba, como verificação da temperatura dos mancais, inspeção regular do desgaste do impulsor, vibração da bomba, etc.
5. Escolhendo a bomba certa
Antes de iniciar seu projeto, você deve perguntar ao fabricante de bombas Projete seu projeto para garantir que a bomba escolhida atenda às expectativas do projeto. Esta é a melhor maneira de prevenir e minimizar a probabilidade de cavitação.
Tipos de Cavitação
| Tipos de cavitação | Causa | Locais comuns de cavitação |
| Cavitação Vaporosa | A pressão do líquido diminui, vaporizando-se para formar bolhas | Impulsor entrada |
| Turbulência Cavitação | A vazão na voluta ou bomba está muito alta, resultando em diminuição de pressão e formação de bolhas. | Superfície de voluta |
| Cavitação Inercial | A vazão está muito alta, causando impacto na bomba e formando bolhas. | Impulsor |
| Cavitação de Vórtice | O fluxo de água é em forma de vórtice e o gás é puxado para dentro da bomba | Entrada da bomba |
| Cavitação Gasosa | A pressão do líquido diminui e o gás dissolvido no líquido forma bolhas | Bombas químicas |
Perguntas frequentes sobre cavitação de bombas
O que é cavitação em bomba centrífuga?
1. Causas de cavitação em bomba centrífuga
As bombas centrífugas são mais propensas à cavitação do que outras bombas (bombas de deslocamento positivo), o que é determinado pelo princípio de funcionamento das bombas centrífugas.
O princípio de funcionamento de uma bomba centrífuga é que a rotação de alta velocidade do impulsor gera força centrífuga para sugar o fluido. Devido à rotação de alta velocidade do impulsor, uma pressão negativa será gerada ao redor do impulsor. Quando a pressão do fluido na entrada da bomba é insuficiente, parte do líquido vaporiza, fazendo com que o vapor de água entre na bomba.
Quando o vapor de água se move da entrada para o impulsor, ou seja, de um estado de pressão negativa para um estado de alta pressão, as bolhas estouram, fazendo com que a bomba centrífuga vibre e ocorra cavitação da bomba.
2. Como evitar cavitação em bomba centrífuga?
Ⅰ. Certifique-se de que a bomba centrífuga tenha NPSH suficiente para evitar pressão de entrada muito baixa.
Ⅱ. Normalmente, quando a vazão da bomba centrífuga é instável, a cavitação é propensa a ocorrer, portanto, a vazão estável da bomba centrífuga deve ser controlada.
Ⅲ Antes de instalar a bomba centrífuga, é necessário realizar um projeto completo da tubulação para evitar muitos cotovelos ou tubos muito estreitos.
Quando trocamos a bomba ocorre a cavitação?
Quando ocorre cavitação, não há necessidade de substituir a bomba imediatamente. Precisamos primeiro entender a causa real da cavitação e tentar resolver a causa específica da cavitação da bomba.
Por exemplo, podemos controlar a velocidade da bomba de acordo com o manual de operação ou a curva de desempenho da bomba para alterar o fluxo ou a altura manométrica da bomba e garantir que ela mantenha o desempenho ideal.
Somente quando a cavitação corrói os componentes principais da bomba, como o impulsor e a vedação, fazendo com que a bomba reduza a eficiência ou não funcione corretamente, é que precisamos considerar a substituição da bomba ou entrar em contato com o engenheiro de pós-venda do fabricante da bomba para manutenção e reparo profissional.
O que é cavitação em bomba de deslocamento positivo?
Em comparação com as bombas centrífugas, as bombas de deslocamento positivo são menos propensas à cavitação porque o princípio de funcionamento das bombas de deslocamento positivo é diferente daquele das bombas centrífugas.
O princípio de funcionamento de uma bomba de deslocamento positivo é espremer o fluido através do volume na bomba, ou seja, através do movimento alternativo do êmbolo ou pistão, e alterar periodicamente o volume na bomba para atingir a função de transportar o fluido.
Como sua vazão e pressão são mais estáveis e não causam grandes mudanças de pressão na entrada da bomba, as bombas de deslocamento positivo basicamente não cavitam.
No entanto, isso não significa que as bombas de deslocamento positivo não cavitarão. Quando uma bomba de deslocamento positivo transporta pasta de espuma, se não conseguir dissipar a espuma com eficiência, ela poderá cavitar.
