Calculadora de riesgo de cavitación (número de cavitación y relación NPSH)
Compara con tus límites la relación NPSH y Thoma de una bomba, el número σ del flujo y el índice de una válvula. Presión de vapor del agua según temperatura.
¿Qué es la cavitación?
Si la presión de un líquido cae hasta su presión de vapor en algún punto, el líquido hierve allí y forma burbujas. Cuando estas colapsan donde se recupera la presión, producen picaduras en superficies metálicas, ruido y vibraciones, y reducen la altura de elevación de una bomba. Ocurre en entradas de bombas, válvulas estranguladas, orificios y hélices rápidas.
¿Qué números se utilizan?
Para un flujo se usa el número de cavitación: σ = (p − pv) / (ρ × v² / 2). Divide el margen sobre la presión de vapor por la presión dinámica del flujo. Cuanto menor es σ, mayor es el riesgo. Cada geometría tiene un valor de σ al que comienza la cavitación.
Para una bomba se utiliza la relación NPSH: la NPSHa que proporciona la instalación dividida por la NPSHr que exige el fabricante. Por debajo de 1, la bomba cavita. El número de Thoma hace la misma comparación respecto a la altura de elevación: σT = NPSH / H.
Para válvulas se compara el índice de cavitación σ = (p1 − pv) / (p1 − p2) con el límite del fabricante.
Ejemplo
Agua a 20 °C circula a 12 m/s con 2 bar absolutos. La presión dinámica es 71,9 kPa, el margen sobre la presión de vapor es 197,7 kPa y el número de cavitación es 2,75. Si el inicio para la geometría ocurre a 1,5, no se espera cavitación. El límite se alcanza cuando la velocidad sube a 16,2 m/s.
Límites
La calculadora no determina los límites: NPSHr, número de inicio e índice de válvula proceden del fabricante o de ensayos. Los gases disueltos, la carga parcial y los transitorios pueden adelantar la cavitación. La evaluación es preliminar.
Preguntas frecuentes
¿Cómo se calcula el número de cavitación?
Con una presión absoluta de ejemplo de 2 bar, presión de vapor de 2 kPa, densidad de 1000 kg/m³ y velocidad de 10 m/s, el número de cavitación es 3,96. Divide la presión por encima de la de vapor por la presión dinámica. Este cálculo preliminar no establece el límite experimental de inicio para la geometría ni contempla transitorios o gases disueltos.
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