Armfield

Vanguardistas en equipos para la enseñanza de la ingeniería y equipos de I+D industrial

Demonstración de Cavitación

El equipo de cavitación de Armfield demuestra el fenómeno de cavitación de forma visual, auditiva y matemáticamente además de su asociación con la presión de vapor de un líquido.

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F1-28

MECÁNICA DE FLUIDOS
F1-28 Equipo para Demostrar Cavitación – Versión 1

Este módulo, complementario del Banco Hidráulico de Servicios Comunes, brinda a los alumnos una demostración visual, sonora y numérica del fenómeno de cavitación, permitiéndoles investigar su relación con la presión de vapor.

Especificaciones Tipo Pliego

  • Equipo en pequeña escala diseñado para usar con el Banco Hidráulico de Servicios Comunes F1-10 y demostrar fenómenos de Cavitación
  • Un canal de tipo Venturi de sección circular, realizado en acrílico transparente
  • 3 manómetros de Bourdon que indican la presión estática de la corriente antes, en y después del cuello de restricción del canal de Venturi
  • Válvula de regulación de caudal aguas arriba y de contrapresión aguas abajo para optimizar las condiciones de demostración
  • Con conectores rápidos para montar con facilidad al Banco Hidráulico de Servicios Comunes
  • Software didáctico opcional

Prácticas Propuestas

  • Observación del fenómeno de Cavitación en un líquido (reduciendo la presión del líquido hasta su presión de vapor a la temperatura de trabajo)
  • Comparación entre presión teórica y real bajo condiciones de cavitación
  • Observación de la liberación de aire por la existencia de gases libres disueltos en un líquido
  • Reducción de la Cavitación aumentando la presión estática de un líquido

Descripción

El F1-28 consiste en un canal de prueba tipo Venturi, de sección circular, fabricado en acrílico transparente para ver claramente los fenómenos que se desarrollan en su interior.

El agua penetra en el canal a una velocidad relativamente baja. A medida que su sección se contrae, la velocidad aumenta y la presión estática desciende de acuerdo a la ecuación de Bernoulli.

Si se aumenta el caudal, la presión sub-atmosférica presente en el cuello (zona de menor sección) provoca la liberación de gases libres y disueltos en forma de burbujas.

Al aumentar aún más el caudal, la presión sigue descendiendo en el cuello hasta alcanzar finalmente la presión de vapor del agua correspondiente a la temperatura ambiente.

En este punto, comienzan a formarse pequeñas burbujas de vapor en el líquido, que colapsan violentamente aguas abajo al crecer la sección del canal, bajar la velocidad y volver a aumentar la presión hidrostática.

Este proceso se denomina Cavitación y se considera unos de los más destructivos presentes en los sistemas hidráulicos, ya que la gran cantidad de energía liberada en cada implosión erosiona hasta las superficies metálicas más resistentes tales como las que se utilizan para construir asientos de válvulas, paletas de hélices, álabes de turbinas, etc.

Comenzada la cavitación, cualquier incremento posterior del caudal la hará más grave, ya que la presión del líquido no puede reducirse más allá de su presión de vapor. Nuestro canal de prueba cuenta con tomas para medir la presión en la sección de entrada, el cuello y la de salida.

Cada punto está conectado a un manómetro de Bourdon de alcance adecuado. Una válvula controla la corriente aguas arriba y regula el caudal sin necesidad de aumentar la presión estática para poder observar claramente el fenómeno de Cavitación.

Simultáneamente una segunda válvula, colocada aguas abajo, permite aumentar la presión estática dentro del canal, disminuyendo o cancelando la cavitación para cierto caudal. El cierre de esta válvula está restringido para evitar daños a los instrumentos por presión excesiva.

El canal de prueba y los manómetros Bourdon están montados sobre una base con pie que se apoya directamente sobre el Banco Hidráulico de Servicios Comunes F1-10. Se provee también toda la tubería y acoples necesarios para su correcto funcionamiento.

Especificaciones Técnicas

  • Manómetro colocado aguas arriba: 63mm de diámetro. Rango: 0 a 1 bar
  • Manómetro colocado en el cuello: 100mm de diámetro. Rango: -1 a 0 bar
  • Manómetro colocado aguas abajo: 63mm de diámetro. Rango: 0 a 1 bar
  • Este equipo también puede utilizarse – sólo para demostraciones cualitativas – con una canilla de agua fría que entregue 0,4 l/s a 2 bar en lugar del Banco Hidráulico de Servicios Comunes F1-10

Accesorios Esenciales

  • Cronómetro

Datos Relevantes Para El Cálculo Del Flete

Volumen: 0.15m3
Peso bruto: 20kg

Dimensiones

Altura: 0.30m
Anchura: 0.30m
Profundidad: 0.15m