Cavitação em Maquinas Termicas: Explicações e Exemplos - Avaliação APS

CURSO Engenharia mecânica TURMA MEC0902M COORDENAÇÃO AVALIAÇÃO APS GRAU RUBRICA DOCENTE DISCIPLINA GMEC1067 Máq Térmicas Fluxo AVALIAÇÃO APS1 UNIDADE Bangu DOCENTE Flavio Maldonado Bentes DATA 07102023 ALUNO MATRÍCULA Leia o texto da questão sobre corrosão e responda o que se pede Cavitação é o termo usado para descrever o fenômeno de transformação líquidovapor e vaporlíquido que ocorre em equipamentos hidráulicos que conforme Çengel e Cimbala 2015 acontece quando a pressão do fluido reduz abaixo da pressão de vapor à temperatura constante formando bolhas de vapor transformação de líquido em vapor Essas bolhas ao encontrarem regiões de maiores pressões colapsam voltando ao estado líquido transformação de vapor em líquido Isso causa danos indesejados aos equipamentos O nome cavitação se deve ao fato de as bolhas de vapor formarem cavidades ocas no interior do fluido Ao entrarem nas regiões de maior pressão as bolhas colapsam devido à pressão do líquido circundante gerando pressão maior que 7000 atm GERMER 2017 Questão Explique com suas palavras o fenômeno da cavitação e dê exemplos de onde ele pode ocorrer em máquinas e equipamentos mecânicos Documento sem título1 Nome do Autor Curso Nome do Curso Pólo Nome do Polo Nome do orientador2 A cavitação é um fenômeno que ocorre em equipamentos hidráulicos quando a pressão do fluido reduz abaixo da pressão de vapor à temperatura constante resultando na formação de bolhas de vapor no líquido Essas bolhas são criadas em regiões onde a pressão é reduzida seja devido à natureza do fluxo ou ao movimento das peças móveis no fluido O processo pode ser explicado da seguinte forma 1 Quando a pressão do fluido cai devido a rarefações no líquido o fluido começa a vaporizarse 2 Inicialmente pequenas bolsas bolhas ou cavidades de vapor se formam no interior do líquido onde a pressão é mais baixa 3 À medida que essas bolhas são transportadas pelo fluxo do líquido elas podem atingir regiões de maior pressão 4 Nessas regiões de alta pressão as bolhas de vapor colapsam rapidamente condensando o vapor de volta ao estado líquido A palavra cavitação deriva do fato de que as bolhas de vapor criam cavidades ocas no interior do fluido Quando essas bolhas colapsam elas geram uma pressão de inércia considerável e as partículas resultantes da condensação colidem rapidamente umas com as outras e com as superfícies próximas A cavitação pode causar danos indesejados a equipamentos mecânicos como bombas hélices de barcos válvulas e turbinas devido às pressões extremamente elevadas geradas durante o colapso das bolhas de vapor Isso pode levar a erosão e desgaste das superfícies e componentes diminuindo a eficiência e a vida útil dos equipamentos Portanto é importante controlar e evitar a cavitação em máquinas e equipamentos hidráulicos para garantir seu funcionamento adequado e prolongar sua vida útil Aqui estão alguns exemplos de onde a cavitação pode ser um problema 1 Bomba centrífuga Nas bombas centrífugas a cavitação pode ocorrer nas pás do impulsor da bomba Se a pressão na entrada da bomba cair significativamente as bolhas de 1 Nome sobre o título 2 Nome sobre o orientador 2 vapor podem se formar no fluido causando cavitação Isso pode levar a danos no impulsor da bomba redução da eficiência e ruídos indesejados 3 Hélices de barcos Em embarcações as hélices estão constantemente em contato com a água Se a velocidade da hélice for muito alta ou a pressão na região próxima à hélice cair bruscamente as bolhas de vapor podem se formar causando cavitação Isso pode levar a perda de propulsão ruído e desgaste prematuro da hélice 4 Válvulas e orifícios Em sistemas de tubulação e válvulas a cavitação pode ocorrerem regiões de alta velocidade do fluido Isso pode resultar em danos às superfícies das válvulas e orifícios causando desgaste e vazamentos indesejados 5 Turbinas hidroelétricas Nas turbinas hidroelétricas a água flui através das pás da turbina a alta velocidade Se a pressão na saída da turbina for muito baixa as bolhas de vapor podem se formar nas pás da turbina causando cavitação Isso pode reduzir a eficiência da geração de energia e danificar as pás da turbina 6 Sistemas de ar condicionado e refrigeração Em sistemas de ar condicionado e refrigeração a cavitação pode ocorrer nos compressores devido a quedas de pressão repentinas Isso pode resultar em perda de eficiência e desgaste das partes internas do compressor 7 Máquinas de jato de água Em máquinas de jato de água usadas para corte e limpeza a cavitação pode ocorrer na extremidade do bico Isso pode afetar a eficácia do jato de água e causar danos ao bico 8 Sistemas de combustão em motores a diesel Em sistemas de injeção de combustível de motores a diesel a cavitação pode ocorrer nas bombas de injeção Isso pode causar desgaste prematuro das bombas e afetar a eficiência da combustão