Atividade 1 Fenomenos Transporte

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A cavitação é um fenômeno que ocorre devido a uma redução da pressão em uma 
tubulação, abaixo da pressão de vapor, de um líquido que flui por essa tubulação. Desta 
maneira, são formadas bolhas que se rompem e agridem o metal da tubulação. O 
fenômeno da cavitação é a principal causa de manutenção em turbinas hidráulicas e 
térmicas, que devem ser acompanhadas de perto para que a produção de energia ou 
calor não seja comprometido. A cavitação pode ser benéfica quando a intenção é fazer 
uma limpeza ultrassônica em algum equipamento, por exemplo, em turbinas ou bombas 
afetadas por caramujos que grudam nas pás, mas na maioria das vezes tem um efeito 
danoso sobre a tubulação como: vibrações, redução do desempenho hidrodinâmico do 
equipamento e ruídos muito altos. Inclusive, quando a cavitação ocorre em cascos de 
navios, pode reduzir a velocidade da embarcação. Baseado nesse texto, deste 
importante tópico, e em uma pesquisa que você fará sobre cavitação, responda às 
questões abaixo sobre o que ocorre nos fenômenos de transporte de fluidos: 
 
O que é cavitação e como ela pode ser controlada? Como esse fenômeno prejudica as 
instalações de água nas residências e prédios e no sistema de tratamento de água das 
cidades? Como a cavitação presente em turbinas prejudica o funcionamento e o 
aproveitamento, no nível ótimo, da força hidráulica de usinas elétricas? Quais os 
cuidados que se deve tomar com a manutenção destas instalações? 
 
Referência 
FOX, R. W.; MCDONALD, A. T.; PRITCHARD, P. J.; LEYLEGIAN, J. C. Tradução e 
Revisão Técnica de Koury, R. N. Introdução à Mecânica dos Fluidos. 8..ed. Rio de 
Janeiro: LTC Editora, 2010. 
 
O que é cavitação e como ela pode ser controlada? 
O nome cavitação é dado ao fenômeno físico de vaporização de um líquido e que 
consiste na formação de bolhas de vapor pela redução da pressão durante seu 
movimento, ocorre principalmente no interior de sistemas hidráulicos. A este fenômeno 
costuma-se dar o nome de cavitação pela formação de cavidades dentro da massa 
líquida. Cavitação ocorre em certos pontos devido a aceleração do fluido, quando a 
pressão pode cair a um valor abaixo da pressão de vapor do líquido, então ocorrerá uma 
vaporização local do fluido, formando bolhas de vapor, isto é, o líquido entra em 
ebulição. Após a formação das bolhas, essas serão carregadas e podem chegar a uma 
região em que a pressão cresça novamente acima da pressão de vapor do líquido, então 
as bolhas de vapor entrarão em colapso e implodirão, tornando se liquido novamente. 
É um fenômeno físico molecular que se dissemina e tende a aumentar com o tempo, 
causando a ruína dos rotores, válvulas, tubulações, propulsores e vários outros 
componentes de um sistema hidráulico. 
O que pode ser feito para evitar o surgimento da cavitação? 
- Elevar o nível do líquido no tanque de sucção; 
- Baixar o ponto de sucção; 
- Manter a tubulação sempre cheia; 
- Dimensionar o sistema para que a bomba fique afogada; 
- Diminuir a temperatura do fluido; 
- Diminuir a velocidade de escoamento; 
- Selecionar um tipo de válvula que tenha uma queda de pressão menor; 
- Usar uma válvula com bitola maior que o DN da tubulação. 
 
Como esse fenômeno prejudica as instalações de água nas residências e prédios 
e no sistema de tratamento de água das cidades? 
Esse fenômeno traz perda de eficiência as instalações, como diminuição da pressão 
gerada aos sistemas bem como da vazão, ao não movimentar corretamente os fluídos 
(água). Dependendo do nível de cavitação encontrado nas tubulações podem ocorrer 
também vazamentos, exigindo reparos na rede ou mesmo a reposição de tubulações e 
equipamentos, o que traz aumento nos custos com transporte da água a todos os pontos 
na cidade e também pode gerar alguma contaminação da água. 
 
Como a cavitação presente em turbinas prejudica o funcionamento e o 
aproveitamento, no nível ótimo, da força hidráulica de usinas elétricas? 
É constante, nas usinas hidrelétricas, a preocupação com o desgaste por cavitação e 
erosão gerados nessas peças. Esses problemas estão associados ao perfil hidráulico 
da turbina e à presença de partículas sólidas presentes na água. Os desgastes por 
cavitação e erosão gerados nas turbinas hidrelétricas ocasionam problemas tais como 
perda de eficiência dos equipamentos; Paradas prolongadas de máquinas; Danos que 
podem se tornar irreversíveis e resultar na necessidade de substituição das peças, com 
elevadíssimos custos de manutenção para as empresa geradoras de energia. 
 
 
Quais os cuidados que se deve tomar com a manutenção destas instalações? 
Revestimentos contra desgastes, como o de Carboneto de Tungstênio Cromo, 
aplicados pelo processo de aspersão térmica, podem ser uma excelente alternativa para 
reduzir o desgaste de turbinas hidrelétricas por cavitação e erosão e aumentar 
significativamente a vida útil desses equipamentos. Esse material possui elevadíssima 
resistência ao desgaste erosivo devido a sua dureza de superior a 1200 HV. 
Usinas hidrelétricas que já possuem peças revestidas com esses materiais, aqui no 
Brasil, conseguiram aumentar a vida útil em mais de 400%.