Absorbtia si degajarea gazelor, cavitatia

Absorbtia si degajarea gazelor, cavitatia

Prin absorbtie lichidele incorporeaza o parte din gazele cu care vin in contact. Procesul invers absorbtiei este degajarea, care se produce la scaderea presiunii in masa lichidului sau la cresterea temperaturii. In starea de saturatie a lichidului (la fierbere), degajarea gazelor este totala. La presiunea si temperatura ambianta, in apa se dizolva maximum circa 2% gaze in greutate. Astfel este posibila viata florei si faunei acvatice.

Cavitatia, printr-o definitie sumara, reprezinta aparitia in lichid a unor bule de gaz si vapori la scaderea presiunii sub valoarea presiunii de vaporizare la temperatura respectiva, urmata de disparitia lor cand presiunea creste.

Daca in anumite portiuni ale unui lichid in miscare presiunea scade pana la valoarea presiunii de vaporizare la temperatura data, se produce vaporizarea lichidului insotita de degajarea gazelor dizolvate. Apare fenomenul complex numit cavitatie, foarte periculos pentru masinile si instalatiile hidraulice (intrarea in rotoarele de turbopompe, iesirea din rotoarele de turbine si zona ventil-scaun a unui robinet). Acesta poate fi explicat prin existenta simultana a unor procese care se intrepatrund.

In primul rand, bulele de vapori si de gaz, ajungand in zone cu presiuni mai mari se recondenseaza si respectiv se redizolva (fenomen mai lent decat recondensarea). Condensarile rapide conduc la realizarea unor mici implozii care pot produce suprapresiuni si supratemperaturi foarte mari, precum si zgomote puternice.

In al doilea rand, vaporii de apa si gazele degajate care, dupa cum s-a mai mentionat, nu se recondenseaza instantaneu, pun in libertate oxigenul atomic, foarte activ chimic, prin aceasta explicandu-se coroziunea chimica.

In al treilea rand, efectul distructiv al cavitatiei poate fi atribuit supratemperaturilor mari (mii de grade) create prin recondensarea vaporilor, care slabesc rezistenta metalelor.

La proiectarea masinilor si instalatiilor hidraulice presiunea minima a lichidului trebuie sa depaseasca presiunea de vaporizare la temperatura de functionare. Deci instalatiile in care circula lichide calde sunt supuse mai frecvent riscului aparitiei cavitatiei. De asemenea, reamintim ca presiunea de vaporizare creste cu temperatura, alura dependentei nefiind liniara. Aceasta dependenta, numita si curba de vaporizare este specifica fiecarui fluid, astfel incat fenomenul este mai frecvent in cazul lichidelor mai volatile (de exemplu alcoolul).

Insotit de zgomote caracteristice, fenomenul de cavitatie se intalneste la masinile hidraulice (in special pompele care lucreaza cu fluide calde ca de exemplu pompa de apa a motoarelor cu ardere interna), la schimbarile de directie cu tendinta de desprindere a fluidului de peretii solizi, in zonele sifonate ale conductelor, la corpuri ce se deplaseaza cu viteza in apa (nave) sau care suporta impactul apei (palete).