HM380 Cavitación en Bombas - Equipos Didácticos - Equipos de Formación Profesional - Equipos de Laboratorio de Mecánica de Fluidos

1. Descripción general del producto
1.1 Introducción a la cavitación
La cavitación en bombas de agua se refiere al proceso en el que las burbujas en la zona de baja presión del sistema de flujo de la bomba se comprimen y colapsan rápidamente al alcanzar el agua la zona de alta presión, lo que deteriora el rendimiento hidráulico y daña los componentes del flujo.
Cuando el margen de cavitación efectivo del dispositivo de bombeo es menor que el margen de cavitación necesario, y la presión parcial en la bomba desciende a la presión de vaporización saturada a la temperatura del líquido, las impurezas, las pequeñas partículas sólidas o la interfaz líquido-sólido (el núcleo de gas presente en el espacio entre las superficies de contacto) se transforman rápidamente en una burbuja de cavitación, alcanzan la zona de alta presión con el flujo de agua y colapsan rápidamente por la compresión del líquido circundante. En la zona de colapso por cavitación, la superficie metálica se ve sometida a un golpe de ariete, cuya frecuencia puede alcanzar decenas de miles de veces por segundo, y actúa sobre un área muy pequeña, por lo que su tensión puede alcanzar miles de presiones atmosféricas. La aplicación frecuente de una tensión tan elevada provoca deformación plástica y endurecimiento de la capa superficial metálica, lo que resulta en fatiga local y microfisuras que favorecen el desarrollo de la cavitación. Los componentes metálicos se rompen y desprenden. La cavitación puede producirse en la parte trasera y delantera de los álabes del impulsor, o entre el borde exterior del impulsor y la pared de su cámara. Generalmente, la cavitación de las bombas de agua reduce el caudal, la altura de impulsión, la potencia y la eficiencia de la bomba, lo que provoca vibraciones y ruido en la unidad, acorta la vida útil del equipo y afecta a la seguridad de la ingeniería. La situación es más grave en las bombas que extraen agua de arroyos con alto contenido de arena.
1.2 Causas de la cavitación de las bombas de agua:
Cuando la presión de entrada de la bomba es inferior a la presión de vapor saturado a esta temperatura, el líquido se vaporiza. Al mismo tiempo, el gas disuelto en el líquido puede escapar, formando una gran cantidad de pequeñas burbujas de vapor que lo siguen. Al fluir hacia el canal de flujo del impulsor, cuando la presión generada por la rotación del impulsor es mayor que la presión de vapor saturado, estas pequeñas burbujas se condensan y se extinguen, formando una cavidad. En este momento, el líquido circundante se precipita hacia la cavidad a gran velocidad, y las partículas del líquido chocan entre sí, generando un choque hidráulico local, que eleva la presión local a cientos de atmósferas. Cuanto mayor sea la burbuja, mayor será el golpe de ariete local al condensarse y extinguirse. La velocidad de este impacto hidráulico es muy rápida, con una frecuencia de hasta 2500 veces/s, y se produce un impacto violento en la superficie del impulsor, causando corrosión mecánica. El fenómeno mencionado, que incluye vaporización, condensación, impacto y erosión metálica del líquido, se denomina cavitación.

1.3 Daños por cavitación
Al extinguirse la burbuja de vapor, las partículas de líquido colisionan entre sí, lo que produce ruido. Si la cavitación es severa, se producen vibraciones. El caudal, la elevación y la eficiencia se reducen significativamente, y se produce el fenómeno de "evacuación". Al mismo tiempo, el impulsor se adelgaza debido a la erosión por cavitación. Incluso las aspas y la cubierta resultan perforadas. La cavitación provoca un bajo rendimiento de la bomba, un funcionamiento inestable del dispositivo, fatiga y erosión de las superficies metálicas, y un aumento del ruido y la vibración. Por lo tanto, es necesario analizar, investigar y monitorear la cavitación de las bombas de agua durante el diseño y la gestión operativa, y tomar medidas de protección eficaces a tiempo.
1.4 Introducción del producto
Este producto permite demostrar el efecto de cavitación del impulsor de una bomba centrífuga. La carcasa de la bomba y las tuberías de entrada son de plástico transparente para observar el proceso de cavitación. Tome una foto con un tiempo de exposición corto (flash); este método puede capturar una excelente imagen de las burbujas. Las válvulas en la entrada y salida de la bomba permiten ajustar el caudal y la presión según sea necesario. La presión en la entrada y la salida se muestra en dos manómetros. El depósito de agua está equipado con un calentador y la temperatura del agua se puede controlar. Al mismo tiempo, se muestran la temperatura del agua, el caudal y la velocidad de la bomba en el depósito. El agua se enfría mediante el sistema de suministro de agua.
2. Parámetros de rendimiento
Dimensiones: 1000 x 630 x 590 mm (largo x ancho x alto)
Peso: <70 kg
Voltaje: 220 V CA, 50 Hz
Bomba de agua: potencia 370 W, caudal 3 m³/h, altura de elevación: 14 metros
Depósito de agua: 20 L
Presión (entrada): -1…0 bar
Presión (salida): 0…1,5 bar
Temperatura: 0…60 °C