CAVITAÇÃO DE BOMBA CENTRÍFUGA

As bombas centrífugas são facilmente encontradas nas plantas industriais pois promovem o transporte dos fluidos entre os processos.

Bomba centrífuga.
Fonte: Paulistana Bombas

Para que aconteça o escoamento do fluido, é necessário que exista uma diferença de pressão entre a sucção (trajeto antes da bomba) com o recalque/descarga (trajeto depois da bomba), tendo uma alta pressão no recalque e uma baixa pressão na sucção, mas tomando cuidado para que a pressão na sucção seja superior à pressão de vapor do fluido que está escoando.

Caso a pressão de sucção atinja a pressão do ponto de vapor do fluido, serão formadas cavidades de vapor na massa líquida (bolhas de ar) que, quando atingem a pressão maior para o recalque, implodem, causando o que é denominado de cavitação.

Processo de cavitação.
Fonte: Bloom Consultoria

Esse fenômeno danifica principalmente o rotor (parte rotativa da bomba), pois as bolhas se condensam e colapsam violentamente e com alta velocidade como pequenos jatos nas pás do rotor.

A cavitação geralmente possui um barulho detectável, semelhante a um metal se colidindo com outro metal, devido à vibração causada dentro da bomba.

Registro de erosão em um rotor danificado pela cavitação.
Parede do rotor com superfície porosa devida a cavitação.

Em alguns casos é feita manutenção do rotor com uma soldagem a fim de reparar o material e continuar com o processo sem precisar fazer a substituição do equipamento.

Alguns fatores que podem acarretar o surgimento de bolhas são:

  1. I) mau dimensionamento do processo;
  2. II) temperatura do fluido;

III) concentração de gases dissolvidos no fluido;

  1. IV) impurezas sólidas no fluido.

Sendo assim, convém analisar as propriedades do fluido e entender se as bolhas surgem devido à vaporização convencional – onde a temperatura muda e a pressão é constate -, ou pela cavitação – onde as bolhas aparecem por causa da diferença de pressão.

A medida corretiva no caso de cavitação é diminuir a perda de carga durante o percurso do fluido até a bomba, ou seja, reduzir ou trocar os acessórios (como válvulas), diminuir o tamanho do trajeto, trocar o material da tubulação, entre outras.

Porém, medidas assim podem apresentar valores altos de custo, recomendando-se então que durante o dimensionamento do projeto e antes da aquisição da bomba, se tenha garantia da condição NPSH disponível > NPSH requerido (com uma margem de segurança), condição na qual evita que a pressão de bombeamento se reduza à pressão de vaporização do fluido através de providências tomadas na instalação da sucção, o que garante que a bomba não cavite.

O valor de NPSH disponível é determinado por cálculos realizados no dimensionamento do projeto, e o NPSH requerido é exibido no manual de cada bomba, a relação dos dois é vital para compreender o desempenho do equipamento.

A bomba é geralmente o equipamento que mais sofre cavitação, mas esse fenômeno pode acontecer com qualquer equipamento ou dispositivo, como as válvulas presentes em um escoamento.

REFERÊNCIAS

LIMA, EPAMINONDAS PIO CORREIA. Mecânica das bombas. 2ª edição, Rio de Janeiro, 2003.