Trabalho de Cavita o

Instituto Tecnológico de Aeronáutica (ITA)

Divisão de Engenharia Mecânica - Aeronáutica

MMT-01 – Máquinas de Fluxo
Professor: Jesuíno Takachi Tomita
Trabalho de Cavitação

Alunos: Jefferson Rodrigues João Pedro Cavalcanti Pereira Toni Burgatto

Turma: MEC-16

A cavitação é o processo de formação de bolhas de vapor em escoamentos líquidos devido à redução da pressão absoluta estática do líquido para valores abaixo da pressão de vapor do líquido. Em outras palavras, é o fenômeno de ebulição em escoamentos líquidos devido à redução da pressão, e não devido ao fornecimento de calor. Este fenômeno pode ocorrer tanto em máquinas de fluxo, como em bombas e em turbinas, quanto em seres vivos, como no tecido vascular de plantas. Como a cavitação ocorre em regiões de baixa pressão, ela ocorre, entre outras regiões, na entrada das bombas e na saída das turbinas. Este processo se diferencia de outros processos, como a dissolução de gases em refrigerantes ou a injeção de ar na água, pela reduzida escala de tempo na qual as bolhas de vapor são formadas. Na cavitação, a formação e o aumento das bolhas ocorre em intervalos de tempo da ordem de 10-3s, enquanto nos outros casos o intervalo é da ordem de 10-1s. A figura 1 apresenta o fenômeno de cavitação ocorrendo em um propulsor.

Figura 1: Fenômeno da cavitação ocorrendo em um propulsor. Após a formação e o crescimento das bolhas, estas se movem para regiões com maiores pressões. Por causa do aumento de pressão, as bolhas entram em colapso, gerando uma intensa onda de choque, com valores de pressão da ordem de 3500 atm e de temperatura da ordem de 1000 K. Este processo de colapso tem uma duração da ordem de 10-6 s. A figura 2 apresenta o processo de formação e colapso das bolhas na cavitação.

Figura 2: Processo de formação e colapso das bolhas de vapor na cavitação. As ondas de choque formadas pelo colapso das bolhas são capazes de provocar danos significativos à estrutura das máquinas