

La cavitación en mecánica de fluidos e ingeniería es normalmente el fenómeno en el que la presión estática de un líquido se reduce por debajo de su presión de vapor , lo que lleva a la formación de pequeñas cavidades llenas de vapor en el líquido. [ 1 ] Cuando se someten a una presión mayor, estas cavidades, llamadas "burbujas" o "vacíos", colapsan y pueden generar ondas de choque que pueden dañar la maquinaria. Como ejemplo concreto de una hélice : la presión en el lado de succión de las palas de la hélice puede ser muy baja y, cuando la presión cae hasta la presión de vapor del líquido de trabajo, se pueden formar cavidades llenas de vapor de gas. El proceso de formación de estas cavidades se denomina cavitación. Si las cavidades se mueven hacia regiones de mayor presión (menor velocidad), implosionarán o colapsarán. Estas ondas de choque son fuertes cuando están muy cerca de la burbuja implosionada, pero se debilitan rápidamente a medida que se propagan lejos de la implosión. Por lo tanto, el colapso por cavitación es una causa importante de desgaste en algunos contextos de ingeniería . Las cavidades que colapsan al implosionar cerca de una superficie dura generan tensiones cíclicas debido a la implosión repetida. Esto provoca fatiga superficial del material, causando un tipo de daño también conocido como "daño por cavitación" o "erosión por cavitación". Los ejemplos más comunes de este tipo de desgaste se encuentran en los impulsores de bombas y en las curvas de tuberías donde se produce un cambio repentino en la dirección del líquido que fluye a gran velocidad.
La cavitación se divide generalmente en dos clases de comportamiento. La cavitación inercial (o transitoria) es el proceso en el que un vacío o burbuja en un líquido colapsa rápidamente, produciendo una onda de choque . Ocurre en la naturaleza en los ataques de la gamba mantis y la gamba pistola , así como en los tejidos vasculares de las plantas. En objetos manufacturados, puede ocurrir en válvulas de control , bombas , hélices e impulsores . [ 2 ] [ 3 ] La cavitación no inercial es el proceso en el que una burbuja en un fluido se ve obligada a oscilar en tamaño o forma debido a algún tipo de aporte de energía, como un campo acústico . El gas en la burbuja puede contener una porción de un gas diferente a la fase de vapor del líquido. Dicha cavitación se emplea a menudo en baños de limpieza ultrasónica y también puede observarse en bombas, hélices, etc.
Dado que las ondas de choque formadas por el colapso de los huecos son lo suficientemente fuertes como para causar daños significativos a las piezas, la cavitación suele ser un fenómeno indeseable en la maquinaria. Puede ser deseable si se utiliza intencionalmente, por ejemplo, para esterilizar instrumental quirúrgico contaminado, descomponer contaminantes en sistemas de purificación de agua, emulsionar tejido para cirugía de cataratas o litotricia de cálculos renales , u homogeneizar fluidos. Con frecuencia se previene específicamente en el diseño de máquinas como turbinas o hélices, y la eliminación de la cavitación es un campo importante en el estudio de la dinámica de fluidos . Sin embargo, a veces es útil y no causa daños cuando las burbujas colapsan lejos de las superficies de la maquinaria, como en la supercavitación .
Física
Cavitación inercial
La cavitación inercial se observó por primera vez a finales del siglo XIX, al considerar el colapso de un vacío esférico dentro de un líquido. Cuando un volumen de líquido se somete a una presión suficientemente baja , puede romperse y formar una cavidad. Este fenómeno se denomina inicio de cavitación y puede ocurrir detrás de la pala de una hélice que gira rápidamente o en cualquier superficie que vibre en el líquido con amplitud y aceleración suficientes. Un río de corriente rápida puede causar cavitación en superficies rocosas, particularmente cuando hay un desnivel, como en una cascada.
Los gases de vapor se evaporan en la cavidad desde el medio circundante; por lo tanto, la cavidad no es un vacío, sino una burbuja de vapor (gas) a baja presión. Una vez que las condiciones que causaron la formación de la burbuja desaparecen, como cuando la burbuja se desplaza aguas abajo, el líquido circundante comienza a implosionar debido a su mayor presión, acumulando impulso a medida que se mueve hacia adentro. Cuando la burbuja finalmente colapsa, el impulso hacia adentro del líquido circundante provoca un fuerte aumento de la presión y la temperatura del vapor en su interior. La burbuja finalmente colapsa hasta una minúscula fracción de su tamaño original, momento en el que el gas en su interior se disipa en el líquido circundante mediante un mecanismo bastante violento que libera una cantidad significativa de energía en forma de onda de choque acústica y como luz visible . En el punto de colapso total, la temperatura del vapor dentro de la burbuja puede ser de varios miles de Kelvin y la presión de varios cientos de atmósferas. [ 4 ]
El proceso físico de inicio de la cavitación es similar a la ebullición . La principal diferencia entre ambos radica en las vías termodinámicas que preceden a la formación del vapor. La ebullición se produce cuando la temperatura local del líquido alcanza la temperatura de saturación y se suministra calor adicional para que el líquido se transforme en gas. El inicio de la cavitación se produce cuando la presión local desciende considerablemente por debajo de la presión de vapor saturado, un valor determinado por la resistencia a la tracción del líquido a una temperatura específica. [ 1 ]
Para que se produzca la cavitación, las burbujas de cavitación generalmente necesitan una superficie sobre la cual puedan nuclearse . Esta superficie puede ser proporcionada por las paredes de un recipiente, por impurezas en el líquido o por pequeñas microburbujas no disueltas dentro del líquido. Generalmente se acepta que las superficies hidrofóbicas estabilizan las burbujas pequeñas. Estas burbujas preexistentes comienzan a crecer sin límites cuando se exponen a una presión inferior a la presión umbral, denominada umbral de Blake. [ 5 ] La presencia de un núcleo incompresible dentro de un núcleo de cavitación reduce sustancialmente el umbral de cavitación por debajo del umbral de Blake. [ 6 ]
La presión de vapor aquí difiere de la definición meteorológica de presión de vapor, que describe la presión parcial del agua en la atmósfera a un valor inferior al 100 % de saturación. La presión de vapor en relación con la cavitación se refiere a la presión de vapor en condiciones de equilibrio y, por lo tanto, puede definirse con mayor precisión como la presión de vapor de equilibrio (o saturada) .
La cavitación no inercial es el proceso por el cual pequeñas burbujas en un líquido oscilan inducidas por un campo acústico, cuya intensidad es insuficiente para provocar el colapso total de las burbujas. Esta forma de cavitación causa una erosión significativamente menor que la cavitación inercial y se utiliza frecuentemente para la limpieza de materiales delicados, como las obleas de silicio .
Otras formas de generar cavidades de cavitación implican la deposición local de energía, como un pulso láser intenso y focalizado (cavitación óptica) o una descarga eléctrica mediante una chispa. Estas técnicas se han utilizado para estudiar la evolución de la burbuja que se crea al hervir localmente el líquido con un incremento de temperatura.
cavitación hidrodinámica
La cavitación hidrodinámica es el proceso de vaporización, generación e implosión de burbujas que ocurre en un líquido en movimiento como resultado de una disminución y posterior aumento de la presión local. La cavitación solo se produce si la presión local desciende por debajo de la presión de vapor saturado del líquido y posteriormente se recupera por encima de dicha presión. Si la presión recuperada no supera la presión de vapor, se dice que se ha producido vaporización instantánea. En los sistemas de tuberías, la cavitación suele producirse como resultado de un aumento de la energía cinética (debido a una constricción del área) o de un aumento de la altura de la tubería.
La cavitación hidrodinámica puede producirse haciendo pasar un líquido por un canal estrecho a una velocidad de flujo específica o mediante la rotación mecánica de un objeto a través del líquido. En el caso del canal estrecho, y en función de la geometría específica (o única) del sistema, la combinación de presión y energía cinética puede crear una cavidad de cavitación hidrodinámica aguas abajo de la constricción local, generando burbujas de cavitación de alta energía.
Según el diagrama de cambio de fase termodinámico, un aumento de temperatura podría iniciar un mecanismo de cambio de fase conocido como ebullición. Sin embargo, una disminución de la presión estática también podría ayudar a superar el diagrama multifásico e iniciar otro mecanismo de cambio de fase conocido como cavitación. Por otro lado, un aumento local de la velocidad del flujo podría provocar una caída de la presión estática hasta el punto crítico en el que se podría iniciar la cavitación (según el principio de Bernoulli). El punto de presión crítico es la presión de saturación del vapor. En un sistema fluido cerrado donde no se detecta fuga de flujo, una disminución del área de la sección transversal provocaría un incremento de la velocidad y, por lo tanto, una caída de la presión estática. Este es el principio de funcionamiento de muchos reactores basados en cavitación hidrodinámica para diferentes aplicaciones, como el tratamiento de agua, la obtención de energía, la mejora de la transferencia de calor, el procesamiento de alimentos, etc. [ 7 ]
Se detectan diferentes patrones de flujo a medida que progresa un flujo de cavitación: inicio, flujo desarrollado, supercavitación y flujo estrangulado. El inicio es el primer momento en que aparece la segunda fase (fase gaseosa) en el sistema. Este es el flujo cavitante más débil capturado en un sistema, correspondiente al número de cavitación más alto . Cuando las cavidades crecen y aumentan de tamaño en las estructuras de orificio o venturi, se registra un flujo desarrollado. El flujo cavitante más intenso se conoce como supercavitación, donde teóricamente toda el área de la boquilla de un orificio se llena de burbujas de gas. Este régimen de flujo corresponde al número de cavitación más bajo en un sistema. Después de la supercavitación, el sistema no es capaz de permitir el paso de más flujo. Por lo tanto, la velocidad no cambia mientras que la presión aguas arriba aumenta. Esto conduciría a un aumento en el número de cavitación, lo que indica que se produjo un flujo estrangulado. [ 8 ]
El proceso de generación de burbujas, y el posterior crecimiento y colapso de las burbujas de cavitación, da como resultado densidades de energía muy altas y temperaturas y presiones locales muy elevadas en la superficie de las burbujas durante un tiempo muy breve. Por lo tanto, el entorno general del medio líquido permanece en condiciones ambientales. Cuando no se controla, la cavitación es dañina; sin embargo, al controlar el flujo de cavitación, la energía puede aprovecharse de forma no destructiva. La cavitación controlada puede utilizarse para potenciar reacciones químicas o propagar ciertas reacciones inesperadas, ya que se generan radicales libres durante el proceso debido a la disociación de los vapores atrapados en las burbujas de cavitación. [ 9 ]
Se ha informado que los orificios y los venturis se utilizan ampliamente para generar cavitación. Un venturi tiene una ventaja inherente sobre un orificio debido a sus secciones convergentes y divergentes suaves, de modo que puede generar una mayor velocidad de flujo en la garganta para una caída de presión dada a través de ella. Por otro lado, un orificio tiene la ventaja de que puede albergar un mayor número de orificios (mayor perímetro de orificios) en un área de sección transversal dada de la tubería. [ 10 ]
El fenómeno de cavitación puede controlarse para mejorar el rendimiento de embarcaciones marinas de alta velocidad y proyectiles, así como en tecnologías de procesamiento de materiales, en medicina, etc. El control de los flujos cavitantes en líquidos solo puede lograrse avanzando en la base matemática de los procesos de cavitación. Estos procesos se manifiestan de diferentes maneras, siendo los más comunes y prometedores para el control la cavitación de burbujas y la supercavitación. La primera solución clásica exacta quizás deba atribuirse a la conocida solución de Hermann von Helmholtz en 1868. [ 11 ] Los primeros estudios destacados de tipo académico sobre la teoría de un flujo cavitante con límites libres y supercavitación se publicaron en el libro Jets, wakes and cavities [ 12 ] seguido de Theory of jets of ideal fluid . [ 13 ] En estos libros se utilizó ampliamente la teoría bien desarrollada de mapeos conformes de funciones de una variable compleja, lo que permite derivar un gran número de soluciones exactas de problemas planos. Otro enfoque que combina las soluciones exactas existentes con modelos aproximados y heurísticos se exploró en el trabajo Hidrodinámica de flujos con límites libres [ 14 ] que refinó las técnicas de cálculo aplicadas basadas en el principio de independencia de la expansión de la cavidad, la teoría de pulsaciones y la estabilidad de cavidades axisimétricas alargadas, etc. [ 15 ] y en Métodos de dimensionalidad y similitud en los problemas de la hidromecánica de recipientes . [ 16 ]
Una continuación natural de estos estudios se presentó recientemente en The Hydrodynamics of Cavitating Flows [ 17 ] , una obra enciclopédica que abarca los mejores avances en este campo durante las últimas tres décadas y que combina los métodos clásicos de investigación matemática con las capacidades modernas de las tecnologías informáticas. Estos incluyen la elaboración de métodos numéricos no lineales para la resolución de problemas de cavitación en 3D, el refinamiento de las teorías lineales planas conocidas, el desarrollo de teorías asintóticas de flujos axisimétricos y casi axisimétricos, etc. En comparación con los enfoques clásicos, la nueva tendencia se caracteriza por la expansión de la teoría a los flujos en 3D. También refleja cierta correlación con trabajos actuales de carácter aplicado sobre la hidrodinámica de cuerpos supercavitantes.
La cavitación hidrodinámica también puede mejorar algunos procesos industriales. Por ejemplo, la pulpa de maíz cavitada muestra mayores rendimientos en la producción de etanol en comparación con la pulpa de maíz no cavitada en instalaciones de molienda en seco. [ 18 ]
Esto también se utiliza en la mineralización de compuestos biorrefractarios que, de otro modo, requerirían condiciones de temperatura y presión extremadamente altas, ya que en el proceso se generan radicales libres debido a la disociación de los vapores atrapados en las burbujas de cavitación, lo que resulta en la intensificación de la reacción química o incluso puede dar lugar a la propagación de ciertas reacciones que no serían posibles en condiciones ambientales normales. [ 19 ]
Cavitación acústica y cavitación ultrasónica
La cavitación inercial también puede ocurrir en presencia de un campo acústico. Las microburbujas de gas, generalmente presentes en un líquido, oscilan debido a la aplicación de un campo acústico. Si la intensidad acústica es suficientemente alta, las burbujas aumentan de tamaño y luego colapsan rápidamente. Por lo tanto, la cavitación inercial puede ocurrir incluso si la rarefacción en el líquido es insuficiente para que se forme un vacío tipo Rayleigh.
La cavitación ultrasónica se produce cuando la aceleración de la fuente de ultrasonido es suficiente para generar la caída de presión necesaria. Esta caída de presión depende del valor de la aceleración y del tamaño del volumen afectado por la onda de presión. El número adimensional que predice la cavitación ultrasónica es el número de Garcia-Atance . Los transductores ultrasónicos de alta potencia generan aceleraciones lo suficientemente elevadas como para crear una región de cavitación que puede utilizarse para homogeneización , dispersión , desaglomeración, erosión, limpieza, molienda, emulsificación , extracción, desintegración y sonoquímica .
Aplicaciones
Transporte acuático
En la supercavitación , la cavitación se induce intencionalmente alrededor de objetos sumergidos a alta velocidad para reducir la resistencia superficial .
Ingeniería química
En la industria, la cavitación se utiliza a menudo para homogeneizar , es decir, mezclar y descomponer, partículas en suspensión en un compuesto líquido coloidal , como mezclas de pintura o leche. Muchas máquinas mezcladoras industriales se basan en este principio de diseño. Generalmente se logra mediante el diseño del impulsor o forzando la mezcla a través de una abertura anular con un orificio de entrada estrecho y un orificio de salida mucho mayor. En este último caso, la drástica disminución de la presión a medida que el líquido se acelera en un mayor volumen induce la cavitación. Este método se puede controlar con dispositivos hidráulicos que regulan el tamaño del orificio de entrada, lo que permite un ajuste dinámico durante el proceso o su modificación para diferentes sustancias. La superficie de este tipo de válvula mezcladora, contra la cual se impulsan las burbujas de cavitación provocando su implosión, experimenta una enorme tensión mecánica y térmica localizada; por lo tanto, suelen estar construidas con materiales extremadamente resistentes y duros, como acero inoxidable , estelita o incluso diamante policristalino (PCD).
También se han diseñado dispositivos de purificación de agua por cavitación , en los que las condiciones extremas de cavitación pueden descomponer contaminantes y moléculas orgánicas. El análisis espectral de la luz emitida en reacciones sonoquímicas revela mecanismos químicos y basados en plasma de transferencia de energía. La luz emitida por las burbujas de cavitación se denomina sonoluminiscencia . [ 20 ]
El uso de esta tecnología se ha probado con éxito en el refinado alcalino de aceites vegetales. [ 21 ]
Las sustancias químicas hidrofóbicas son atraídas bajo el agua por cavitación, ya que la diferencia de presión entre las burbujas y el agua líquida las obliga a unirse. Este efecto puede contribuir al plegamiento de las proteínas . [ 22 ]
Biomédica
La cavitación desempeña un papel importante en la destrucción de cálculos renales en la litotricia por ondas de choque . [ 23 ] Actualmente, se están realizando pruebas para determinar si la cavitación puede utilizarse para transferir moléculas grandes a células biológicas ( sonoporación ). La cavitación con nitrógeno es un método utilizado en la investigación para lisar las membranas celulares sin dañar los orgánulos.
La cavitación juega un papel clave en el fraccionamiento no térmico y no invasivo de tejido para el tratamiento de diversas enfermedades [ 24 ] y puede utilizarse para abrir la barrera hematoencefálica y aumentar la absorción de fármacos neurológicos en el cerebro. [ 25 ]
La cavitación también juega un papel en HIFU , una metodología de tratamiento térmico no invasivo para el cáncer . [ 26 ]
En las heridas causadas por impactos de alta velocidad (como por ejemplo las heridas de bala) también se producen efectos debidos a la cavitación. Los mecanismos exactos de las lesiones aún no se comprenden del todo, ya que existe cavitación temporal y permanente, junto con aplastamiento, desgarro y estiramiento. Además, la gran variabilidad de la densidad dentro del cuerpo dificulta la determinación de sus efectos. [ 27 ]
A veces se utiliza ultrasonido para aumentar la formación ósea, por ejemplo en aplicaciones postoperatorias. [ 28 ]
Se ha sugerido que el sonido de los nudillos "crujiendo" proviene del colapso de la cavitación en el líquido sinovial dentro de la articulación. [ 29 ]
La cavitación también puede formar micro-nanoburbujas de ozono, lo que resulta prometedor en aplicaciones dentales. [ 30 ]
Limpieza
En aplicaciones de limpieza industrial, la cavitación posee la potencia suficiente para superar las fuerzas de adhesión entre partículas y sustrato, aflojando así los contaminantes. La presión umbral necesaria para iniciar la cavitación depende en gran medida del ancho del pulso y de la potencia de entrada. Este método funciona generando cavitación acústica en el fluido de limpieza, lo que permite recoger y arrastrar las partículas contaminantes con la esperanza de que no se vuelvan a adherir al material que se está limpiando (lo cual es posible cuando el objeto está sumergido, por ejemplo, en un baño de limpieza ultrasónica). Las mismas fuerzas físicas que eliminan los contaminantes también pueden dañar el objeto que se está limpiando.
Alimentos y bebidas
Huevos
La cavitación se ha aplicado a la pasteurización de huevos. Un rotor perforado produce burbujas de cavitación que calientan el líquido desde el interior. Las superficies del equipo se mantienen más frías que el líquido que circula, por lo que los huevos no se endurecen como ocurría en las superficies calientes de los equipos más antiguos. La intensidad de la cavitación se puede ajustar, lo que permite optimizar el proceso para minimizar el daño a las proteínas. [ 31 ]
Producción de aceite vegetal
La cavitación se ha aplicado al desgomado y refinado de aceites vegetales desde 2011 y se considera una tecnología probada y estándar en esta aplicación. La implementación de la cavitación hidrodinámica en el proceso de desgomado y refinado permite una reducción significativa en el uso de auxiliares de proceso, como productos químicos, agua y arcilla blanqueadora. [ 32 ] [ 33 ] [ 34 ] [ 35 ] [ 36 ]
Biocombustibles
Biodiesel
La cavitación se aplica a la producción de biodiésel desde 2011 y se considera una tecnología probada y estándar en esta aplicación. La implementación de la cavitación hidrodinámica en el proceso de transesterificación permite una reducción significativa en el uso de catalizadores, una mejora de la calidad y un aumento de la capacidad de producción. [ 37 ] [ 38 ] [ 39 ]
Daños por cavitación
La cavitación suele ser un fenómeno indeseable. En dispositivos como hélices y bombas , la cavitación provoca mucho ruido, daños en los componentes, vibraciones y una pérdida de eficiencia. El ruido causado por la cavitación puede ser particularmente indeseable en buques de guerra, donde puede facilitar su detección mediante sonar pasivo . La cavitación también se ha convertido en una preocupación en el sector de las energías renovables, ya que puede producirse en la superficie de las palas de las turbinas mareomotrices . [ 40 ]
Cuando las burbujas de cavitación colapsan, comprimen el líquido energético en volúmenes muy pequeños, creando así puntos de alta temperatura y emitiendo ondas de choque, que son fuente de ruido. El ruido generado por la cavitación representa un problema particular para los submarinos militares , ya que aumenta las probabilidades de ser detectados por el sonar pasivo .
Aunque el colapso de una pequeña cavidad es un evento de energía relativamente baja, los colapsos altamente localizados pueden erosionar metales, como el acero, con el tiempo. [ 41 ] El picado causado por el colapso de las cavidades produce un gran desgaste en los componentes y puede acortar drásticamente la vida útil de una hélice o bomba.
Una vez que una superficie se ve afectada inicialmente por la cavitación, tiende a erosionarse a un ritmo acelerado. Las cavidades de cavitación aumentan la turbulencia del flujo de fluido y crean grietas que actúan como puntos de nucleación para burbujas de cavitación adicionales. Estas cavidades también aumentan la superficie de los componentes y dejan tensiones residuales. Esto hace que la superficie sea más propensa a la corrosión bajo tensión . [ 42 ]
Bombas y hélices
Los principales lugares donde se produce la cavitación son las bombas, las hélices o las restricciones en un líquido en circulación.
Cuando las palas de un impulsor (en una bomba) o de una hélice (en un barco o submarino) se mueven a través de un fluido, se forman zonas de baja presión debido a la aceleración del fluido al rodear las palas. Cuanto más rápido se mueve la pala, menor puede ser la presión a su alrededor. Al alcanzar la presión de vapor , el fluido se vaporiza y forma pequeñas burbujas de gas. Este fenómeno se denomina cavitación. Cuando las burbujas colapsan posteriormente, suelen generar fuertes ondas de choque locales en el fluido, que pueden ser audibles e incluso dañar las palas.
La cavitación en las bombas puede presentarse de dos formas diferentes: cavitación por succión y cavitación por descarga.
Cavitación por succión
La cavitación por succión se produce cuando la succión de la bomba se encuentra bajo condiciones de baja presión y alto vacío, donde el líquido se vaporiza en el ojo del impulsor. Este vapor se desplaza hacia la descarga, donde, al no estar expuesto al vacío, se comprime nuevamente hasta convertirse en líquido debido a la presión de descarga. Esta implosión ocurre violentamente y daña la superficie del impulsor. Un impulsor que ha estado operando bajo cavitación por succión puede desprenderse de su superficie en grandes trozos o en pequeñas partículas, adquiriendo una apariencia esponjosa. Ambos casos provocan fallas prematuras en la bomba, a menudo debido a fallas en los cojinetes. La cavitación por succión suele identificarse por un sonido similar al de grava o canicas dentro de la carcasa de la bomba.
Las causas comunes de cavitación por succión pueden incluir filtros obstruidos, bloqueo de tuberías en el lado de succión, diseño deficiente de las tuberías, funcionamiento de la bomba demasiado a la derecha en la curva de la bomba o condiciones que no cumplen con los requisitos de NPSH (altura neta positiva de succión). [ 43 ]
En aplicaciones automotrices, un filtro obstruido en un sistema hidráulico (dirección asistida, frenos asistidos) puede causar cavitación por succión, lo que produce un ruido que aumenta y disminuye al ritmo de las RPM del motor. Suele ser un zumbido agudo, similar al de un conjunto de engranajes de nailon que no encajan correctamente.
Cavitación de descarga
La cavitación de descarga se produce cuando la presión de descarga de la bomba es extremadamente alta, lo que suele ocurrir en bombas que funcionan a menos del 10 % de su punto de máxima eficiencia. La alta presión de descarga provoca que la mayor parte del fluido circule dentro de la bomba en lugar de salir por la descarga. A medida que el líquido fluye alrededor del impulsor, debe pasar a través del pequeño espacio entre el impulsor y la carcasa de la bomba a una velocidad de flujo extremadamente alta. Esta velocidad de flujo genera un vacío en la pared de la carcasa (similar al que se produce en un venturi ), lo que convierte el líquido en vapor. Una bomba que ha estado funcionando en estas condiciones muestra un desgaste prematuro de las puntas de los álabes del impulsor y de la carcasa. Además, debido a las altas presiones, cabe esperar un fallo prematuro del sello mecánico y los cojinetes de la bomba. En casos extremos, esto puede provocar la rotura del eje del impulsor.
Se cree que la cavitación por descarga en el líquido sinovial es la causa del chasquido que se produce al crujir las articulaciones , por ejemplo, al crujirse los nudillos deliberadamente.
Soluciones de cavitación
Dado que todas las bombas requieren un flujo de entrada bien desarrollado para alcanzar su máximo potencial, una bomba puede no funcionar o no ser tan fiable como se espera debido a un diseño defectuoso de la tubería de succión, como un codo demasiado ajustado en la brida de entrada. Cuando un flujo deficiente entra en el impulsor de la bomba, choca contra los álabes y no puede seguir el recorrido del impulsor. El líquido se separa entonces de los álabes, lo que provoca problemas mecánicos por cavitación y vibración, así como problemas de rendimiento debido a la turbulencia y al llenado deficiente del impulsor. Esto conlleva fallos prematuros en los sellos, cojinetes e impulsor, altos costes de mantenimiento, alto consumo de energía y una altura de elevación y/o caudal inferior a la especificada.
Para lograr un flujo óptimo, los manuales de los fabricantes de bombas recomiendan aproximadamente (¿10 diámetros?) de tubería recta aguas arriba de la brida de entrada de la bomba. Desafortunadamente, los diseñadores de tuberías y el personal de planta deben lidiar con las limitaciones de espacio y la disposición de los equipos, y generalmente no pueden cumplir con esta recomendación. En su lugar, es común usar un codo acoplado directamente a la succión de la bomba, lo que genera un flujo deficiente en dicha succión. [ 44 ]
Con una bomba de doble succión conectada a un codo de acoplamiento cercano, la distribución del flujo hacia el impulsor es deficiente y causa deficiencias en la confiabilidad y el rendimiento. El codo divide el flujo de manera desigual con una mayor cantidad canalizada hacia el exterior del codo. En consecuencia, un lado del impulsor de doble succión recibe más flujo a una mayor velocidad y presión, mientras que el lado con menor flujo recibe un flujo altamente turbulento y potencialmente dañino. Esto degrada el rendimiento general de la bomba (altura de descarga, caudal y consumo de energía) y causa un desequilibrio axial que acorta la vida útil del sello, el cojinete y el impulsor. [ 45 ] Para superar la cavitación: Aumentar la presión de succión si es posible. Disminuir la temperatura del líquido si es posible. Reducir el caudal en la válvula de descarga para disminuir el caudal. Ventile los gases de la carcasa de la bomba.
válvulas de control
La cavitación puede ocurrir en las válvulas de control . [ 46 ] Si la caída de presión real a través de la válvula, definida por las presiones aguas arriba y aguas abajo en el sistema, es mayor que lo que permiten los cálculos de dimensionamiento, puede ocurrir una caída de presión instantánea o cavitación. El cambio de un estado líquido a un estado de vapor resulta del aumento en la velocidad de flujo en o justo aguas abajo de la mayor restricción de flujo, que normalmente es el puerto de la válvula. Para mantener un flujo constante de líquido a través de una válvula, la velocidad de flujo debe ser máxima en la vena contracta o el punto donde el área de la sección transversal es menor. Este aumento en la velocidad de flujo va acompañado de una disminución sustancial en la presión del fluido, que se recupera parcialmente aguas abajo a medida que el área aumenta y la velocidad de flujo disminuye. Esta recuperación de presión nunca es completamente al nivel de la presión aguas arriba. Si la presión en la vena contracta cae por debajo de la presión de vapor del fluido, se formarán burbujas en la corriente de flujo. Si la presión se recupera después de la válvula a una presión que está nuevamente por encima de la presión de vapor, entonces las burbujas de vapor colapsarán y ocurrirá cavitación.
Aliviaderos
Cuando el agua fluye sobre el aliviadero de una presa , las irregularidades en su superficie provocan pequeñas zonas de separación del flujo a alta velocidad, lo que reduce la presión. Si la velocidad del flujo es suficientemente alta, la presión puede descender por debajo de la presión de vapor local del agua, formándose burbujas de vapor. Al ser arrastradas aguas abajo hacia una zona de alta presión, las burbujas colapsan, generando presiones elevadas y posibles daños por cavitación.
Las investigaciones experimentales muestran que el daño en los aliviaderos de túneles y canales de hormigón puede comenzar con velocidades de flujo de agua clara de entre 12 y 15 m/s (27 y 34 mph) , y, hasta velocidades de flujo de 20 m/s (45 mph) , puede ser posible proteger la superficie optimizando los límites, mejorando los acabados superficiales o utilizando materiales resistentes. [ 47 ]
Cuando hay algo de aire en el agua, la mezcla resultante es compresible y esto amortigua la alta presión causada por el colapso de las burbujas. [ 48 ] Si las velocidades de flujo cerca de la solera del aliviadero son suficientemente altas, se deben introducir aireadores (o dispositivos de aireación) para evitar la cavitación. Aunque estos se han instalado durante algunos años, los mecanismos de arrastre de aire en los aireadores y el movimiento lento del aire lejos de la superficie del aliviadero siguen siendo un desafío. [ 49 ] [ 50 ] [ 51 ] [ 52 ]
El diseño del dispositivo de aireación del aliviadero se basa en una pequeña deflexión del lecho (o pared lateral) del aliviadero, como una rampa o un desplazamiento, para desviar el flujo de alta velocidad lejos de la superficie del aliviadero. En la cavidad formada debajo de la lámina de agua, se produce una subpresión local que aspira aire hacia el flujo. El diseño completo incluye el dispositivo de deflexión (rampa o desplazamiento) y el sistema de suministro de aire.
Motores
Algunos motores diésel de gran tamaño sufren de cavitación debido a la alta compresión y al diámetro insuficiente de las paredes de los cilindros . Las vibraciones de la pared del cilindro provocan fluctuaciones de presión en el refrigerante . Esto causa corrosión en la pared, lo que eventualmente permite que el líquido refrigerante se filtre al interior del cilindro y que los gases de combustión se filtren al refrigerante.
Es posible evitar este fenómeno mediante el uso de aditivos químicos en el fluido refrigerante que forman una capa protectora en la pared del cilindro. Esta capa estará expuesta a la misma cavitación, pero se regenerará. Además, una sobrepresión regulada en el sistema de refrigeración (regulada y mantenida por la presión del resorte del tapón de llenado del refrigerante) previene la formación de cavitación.
Desde la década de 1980, los nuevos diseños de motores de gasolina más pequeños también presentaban fenómenos de cavitación. Una solución a la necesidad de motores más pequeños y ligeros fue reducir el volumen de refrigerante y, por consiguiente, aumentar su velocidad de flujo. Esto provocó cambios rápidos en la velocidad de flujo y, por lo tanto, cambios rápidos en la presión estática en zonas de alta transferencia de calor. Cuando las burbujas de vapor resultantes colapsaban contra una superficie, primero alteraban las capas protectoras de óxido (de materiales de aluminio fundido) y luego dañaban repetidamente la superficie recién formada, impidiendo la acción de algunos tipos de inhibidores de corrosión (como los inhibidores a base de silicatos). Un problema final era el efecto que el aumento de la temperatura del material tenía sobre la reactividad electroquímica relativa del metal base y sus componentes de aleación. El resultado eran picaduras profundas que podían formarse y penetrar la culata del motor en cuestión de horas cuando el motor funcionaba a alta carga y alta velocidad. Estos efectos podían evitarse en gran medida mediante el uso de inhibidores de corrosión orgánicos o (preferiblemente) diseñando la culata de forma que se evitaran ciertas condiciones que inducen la cavitación.
En la naturaleza
Geología
Algunas hipótesis sobre la formación de diamantes postulan un posible papel de la cavitación, concretamente la cavitación en las chimeneas de kimberlita, que proporciona la presión extrema necesaria para transformar el carbono puro en el raro alótropo que es el diamante. Los tres sonidos más fuertes jamás registrados, durante la erupción del Krakatoa en 1883 , se entienden ahora como el estallido de tres enormes burbujas de cavitación, cada una más grande que la anterior, formadas en la garganta del volcán. El magma ascendente, lleno de gases disueltos y bajo una presión inmensa, se encontró con otro magma que se comprimió fácilmente, permitiendo que las burbujas crecieran y se combinaran. [ 53 ] [ 54 ]
Plantas vasculares
La cavitación puede ocurrir en el xilema de las plantas vasculares . [ 55 ] [ 56 ] La savia se vaporiza localmente, de modo que los elementos de los vasos o las traqueidas se llenan de vapor de agua. Las plantas pueden reparar el xilema cavitado de varias maneras. En plantas de menos de 50 cm de altura, la presión de las raíces puede ser suficiente para redisolver el vapor. Las plantas más grandes dirigen los solutos al xilema a través de las células de los radios o, en las traqueidas , mediante ósmosis a través de punteaduras areoladas . Los solutos atraen el agua, la presión aumenta y el vapor puede redisolverse. En algunos árboles, el sonido de la cavitación es audible, particularmente en verano, cuando la tasa de evapotranspiración es máxima. Algunos árboles caducifolios tienen que desprenderse de las hojas en otoño, en parte porque la cavitación aumenta a medida que disminuyen las temperaturas. [ 56 ]
Dispersión de esporas en plantas
La cavitación desempeña un papel en los mecanismos de dispersión de esporas de ciertas plantas. En los helechos , por ejemplo, el esporangio actúa como una catapulta que lanza las esporas al aire. La fase de carga de la catapulta se produce por la evaporación del agua de las células del anillo , lo que desencadena una disminución de la presión. Cuando la presión de compresión alcanza aproximadamente 9 MPa , se produce la cavitación. Este evento rápido desencadena la dispersión de las esporas debido a la energía elástica liberada por la estructura del anillo. La aceleración inicial de la espora es extremadamente grande, hasta 10⁵ veces la aceleración gravitatoria . [ 57 ]
Vida marina
Así como se forman burbujas de cavitación en la hélice de un barco que gira a gran velocidad, también pueden formarse en las colas y aletas de los animales acuáticos. Esto ocurre principalmente cerca de la superficie del océano, donde la presión del agua es baja.
La cavitación puede limitar la velocidad máxima de natación de animales nadadores potentes como los delfines y los atunes . [ 58 ] Los delfines pueden tener que restringir su velocidad porque las burbujas de cavitación que colapsan en su cola son dolorosas. Los atunes tienen aletas óseas sin terminaciones nerviosas y no sienten dolor por la cavitación. Se ralentizan cuando las burbujas de cavitación crean una película de vapor alrededor de sus aletas. Se han encontrado lesiones en atunes que son compatibles con daños por cavitación. [ 59 ]
Algunos animales marinos han encontrado maneras de usar la cavitación a su favor al cazar presas. El camarón pistola chasquea una pinza especializada para crear cavitación, lo que puede matar peces pequeños. La gamba mantis (de la variedad trituradora ) también usa la cavitación para aturdir, romper o matar los moluscos de los que se alimenta. [ 60 ]
Los tiburones zorro utilizan "golpes de cola" para debilitar a sus presas de peces pequeños y se han observado burbujas de cavitación que se elevan desde el ápice del arco de la cola. [ 61 ] [ 62 ]
Erosión costera
En la última media década, la erosión costera en forma de cavitación inercial ha sido generalmente aceptada. [ 63 ] Las burbujas de una ola entrante son forzadas a entrar en las grietas del acantilado que se está erosionando. La presión variable descomprime algunas bolsas de vapor que posteriormente implosionan. Los picos de presión resultantes pueden desprender fragmentos de la roca.
Historia
Ya en 1754, el matemático suizo Leonhard Euler (1707–1783) especuló sobre la posibilidad de cavitación. [ 64 ] En 1859, el matemático inglés William Henry Besant (1828–1917) publicó una solución al problema de la dinámica del colapso de una cavidad esférica en un fluido, que había sido presentado por el matemático anglo-irlandés George Stokes (1819–1903) como uno de los problemas y adiciones del Senado de la Universidad de Cambridge para el año 1847. [ 65 ] [ 66 ] [ 67 ] En 1894, el dinámico de fluidos irlandés Osborne Reynolds (1842–1912) estudió la formación y el colapso de burbujas de vapor en líquidos en ebullición y en tubos constreñidos. [ 68 ]
El término cavitación apareció por primera vez en 1895 en un artículo de John Isaac Thornycroft (1843–1928) y Sydney Walker Barnaby (1855–1925)—hijo de Sir Nathaniel Barnaby (1829–1915), quien había sido Jefe de Construcción de la Marina Real—a quien se lo había sugerido el ingeniero británico Robert Edmund Froude (1846–1924), tercer hijo del hidrodinamista inglés William Froude (1810–1879). [ 69 ] [ 70 ] Los primeros estudios experimentales de cavitación fueron realizados en 1894–5 por Thornycroft y Barnaby y por el ingeniero anglo-irlandés Charles Algernon Parsons (1854–1931), quien construyó un aparato estroboscópico para estudiar el fenómeno. [ 71 ] [ 72 ] [ 73 ] Thornycroft y Barnaby fueron los primeros investigadores en observar cavitación en las caras posteriores de las palas de las hélices. [ 74 ]
En 1917, el físico británico Lord Rayleigh (1842-1919) amplió el trabajo de Besant, publicando un modelo matemático de cavitación en un fluido incompresible (ignorando la tensión superficial y la viscosidad), en el que también determinó la presión en el fluido. [ 75 ] Los modelos matemáticos de cavitación desarrollados por el ingeniero británico Stanley Smith Cook (1875-1952) y por Lord Rayleigh revelaron que las burbujas de vapor que colapsaban podían generar presiones muy altas, capaces de causar los daños observados en las hélices de los barcos. [ 76 ] [ 77 ] La evidencia experimental de cavitación que causa presiones tan altas fue recopilada inicialmente en 1952 por Mark Harrison (un dinámico de fluidos y acústico en el David Taylor Model Basin de la Marina de los EE. UU. en Carderock, Maryland, EE. UU.) quien utilizó métodos acústicos y en 1956 por Wernfried Güth (un físico y acústico de la Universidad de Göttigen, Alemania) quien utilizó fotografía óptica Schlieren . [ 78 ] [ 79 ] [ 80 ]

En 1944, los científicos soviéticos Mark Iosifovich Kornfeld (1908-1993) y L. Suvorov del Instituto Físico-Técnico de Leningrado (actualmente: Instituto Físico-Técnico Ioffe de la Academia Rusa de Ciencias, San Petersburgo, Rusia) propusieron que durante la cavitación, las burbujas en las proximidades de una superficie sólida no colapsan simétricamente; en cambio, se forma una hendidura en la burbuja en un punto opuesto a la superficie sólida, y esta hendidura se convierte en un chorro de líquido. Este chorro de líquido daña la superficie sólida. [ 81 ] Esta hipótesis fue respaldada en 1951 por estudios teóricos de Maurice Rattray Jr., estudiante de doctorado en el Instituto Tecnológico de California . [ 82 ] La hipótesis de Kornfeld y Suvorov fue confirmada experimentalmente en 1961 por Charles F. Naudé y Albert T. Ellis, expertos en dinámica de fluidos del Instituto Tecnológico de California. [ 83 ]
Una serie de investigaciones experimentales sobre la propagación de ondas de choque fuertes (OC) en un líquido con burbujas de gas, que permitieron establecer las leyes básicas que rigen el proceso, el mecanismo para la transformación de la energía de la OC, la atenuación de la OC y la formación de la estructura, y experimentos sobre el análisis de la atenuación de ondas en pantallas de burbujas con diferentes propiedades acústicas fueron iniciados por los trabajos pioneros del científico soviético prof. VF Minin en el Instituto de Hidrodinámica (Novosibirsk, Rusia) en 1957–1960, quien también examinó el primer modelo conveniente de una pantalla: una secuencia de capas planas unidimensionales alternas de líquido y gas. [ 84 ] En una investigación experimental de la dinámica de la forma de cavidades gaseosas pulsantes y la interacción de OC con nubes de burbujas en 1957–1960 VF Minin descubrió que bajo la acción de la OC una burbuja colapsa asimétricamente con la formación de un chorro acumulativo, que se forma en el proceso de colapso y causa la fragmentación de la burbuja. [ 84 ]
Véase también
- Número de cavitación : concepto en mecánica de fluidos
- Modelado de cavitación : un tipo de dinámica de fluidos computacional.
- Corrosión por erosión de tuberías de cobre para agua – Efecto de la corrosión y la erosión por agua Páginas que muestran descripciones breves de objetivos de redirección
- Ecuación de Rayleigh-Plesset – Ecuación diferencial ordinaria
- Sonoluminiscencia : luminiscencia inducida por ondas sonoras.
- Supercavitación : uso de una burbuja de cavitación para reducir la resistencia por fricción de la piel en un objeto sumergido.
- Hélice supercavitante : hélice marina diseñada para funcionar con una burbuja de cavitación completa.
- Golpe de ariete : Aumento repentino de presión cuando un fluido se ve obligado a detenerse o cambiar de dirección bruscamente.
- Túnel de agua (hidrodinámico) – Herramienta utilizada para investigar el movimiento del agua.
- Dispositivo de cavitación ultrasónica : dispositivo quirúrgico que utiliza ultrasonidos para romper tejidos.
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- ↑ Besant, WH (1859). Tratado de hidrostática e hidrodinámica . Cambridge, Inglaterra: Deighton, Bell, and Co. pp. 170–171 .
- ↑ (Universidad de Cambridge) (1847). "El examen del Senado para obtener títulos con honores, 1847" . Los exámenes para obtener el título de Licenciado en Artes, Cambridge, enero de 1847. Londres, Inglaterra: George Bell. pág. 13, problema 23.
- ↑ Cravotto & Cintas (2012) , pág. 26.
- ↑ Ver:
- Reynolds, Osborne (1894). «Experimentos que demuestran la ebullición del agua en un tubo abierto a temperaturas ordinarias» . Informe de la sexagésima cuarta reunión de la Asociación Británica para el Avance de la Ciencia, celebrada en Oxford en agosto de 1894. 64 : 564.
- Reynolds, Osborne (1901). «Experimentos que demuestran la ebullición del agua en un tubo abierto a temperaturas ordinarias» . Papers on Mechanical and Physical Subjects . Vol. 2. Cambridge, Inglaterra: Cambridge University Press. pp. 578–587 .
- ↑ Thornycroft, John Isaac; Barnaby, Sydney Walker (1895). "Destructores de torpederos" . Actas de la Institución de Ingenieros Civiles . 122 (1895): 51– 69. doi : 10.1680/imotp.1895.19693 .De la página 67: "'Cavitación', como el Sr. Froude ha sugerido a los autores que se denomine este fenómeno, …"
- ↑ Cravotto, Giancarlo; Cintas, Pedro (2012). «Capítulo 2. Introducción a la sonoquímica: Una visión histórica y conceptual» . En Chen, Dong; Sharma, Sanjay K.; Mudhoo, Ackmez (eds.). Manual de aplicaciones del ultrasonido: Sonoquímica para la sostenibilidad . Boca Raton, Florida, EE. UU.: CRC Press. pág. 27. ISBN 978-1-4398-4207-2.
- ↑ Barnaby, Sydney W. (1897). "Sobre la formación de cavidades en el agua por hélices a altas velocidades" . Transactions of the Royal Institution of Naval Architects . 39 : 139–144 .
- ↑ Parsons, Charles (1897). "La aplicación de la turbina de vapor compuesta a la propulsión marina" . Transactions of the Royal Institution of Naval Architects . 38 : 232–242 .El estroboscopio se describe en la página 234: "La hélice [es decir, el tornillo] se iluminaba con la luz de una lámpara de arco reflejada por un espejo giratorio unido al eje de la hélice, que incidía sobre ella en un solo punto de la revolución, y de este modo se podía ver y seguir claramente la forma, el contorno y el crecimiento de las cavidades como si estuvieran inmóviles."
- ↑ Ver:
- Parsons, Charles A. (1934) «Fuerza motriz: turbinas de vapor para navegación de alta velocidad [discurso ante la Royal Institution of Great Britain, pronunciado el 26 de enero de 1900]». Parsons, GL (ed.). Documentos científicos y discursos del Honorable Sir Charles A. Parsons . Cambridge, Inglaterra: Cambridge University Press. págs. 26-35.
- Parsons, Charles A. (1913). "Aparato experimental que muestra cavitación en hélices" . Transactions - North East Coast Institution of Engineers and Shipbuilders . 29 : 300–302 .
- Richardson, Alexander (1911). Evolución de la turbina de vapor Parsons . Londres, Inglaterra: oficinas de "Ingeniería". págs. 72–76 .
- Burrill, LC (1951). "Sir Charles Parson y la cavitación". Transactions of the Institute of Marine Engineers . 63 : 149–167 .
- ↑ Dryden, Hugh L.; Murnaghan, Francis D.; Bateman, H. (1932). "Informe del Comité de Hidrodinámica. División de Ciencias Físicas. Consejo Nacional de Investigación" . Boletín del Consejo Nacional de Investigación (84): 139.
- ↑ Rayleigh (1917). "Sobre la presión desarrollada en un líquido durante el colapso de una cavidad esférica" . Philosophical Magazine . 6.ª serie. 34 (200): 94–98 . doi : 10.1080/14786440808635681 .
- ↑ Véase, por ejemplo, (Rayleigh, 1917), pág. 98, donde, si P es la presión hidrostática en el infinito, entonces una burbuja de vapor que colapsa podría generar una presión tan alta como 1260×P.
- ↑ Stanley Smith Cook (1875–1952) fue un diseñador de turbinas de vapor. Durante la Primera Guerra Mundial, Cook fue miembro de un comité de seis personas organizado por la Marina Real para investigar el deterioro ("erosión") de las hélices de los barcos. La erosión se atribuyó principalmente a la cavitación. Véase:
- "Erosión de las hélices". Subcomité de Hélices (Sección III). Informe de la Junta de Invención e Investigación (17 de septiembre de 1917). Londres, Inglaterra.
- Parsons, Charles A.; Cook, Stanley S. (1919). "Investigaciones sobre las causas de la corrosión o erosión de las hélices" . Transactions of the Institution of Naval Architects . 61 : 223–247 .
- Parsons, Charles A.; Cook, Stanley S. (18 de abril de 1919). "Investigaciones sobre las causas de la corrosión o erosión de las hélices" . Ingeniería . 107 : 515–519 .
- Gibb, Claude (noviembre de 1952). "Stanley Smith Cook. 1875-1952" . Avisos necrológicos de miembros de la Royal Society . 8 (21): 118– 127. doi : 10.1098/rsbm.1952.0008 . S2CID 119838312 . ; véase págs. 123–124.
- ↑ Harrison, Mark (1952). "Un estudio experimental del ruido de cavitación de una sola burbuja". Journal of the Acoustical Society of America . 24 (6): 776– 782. Bibcode : 1952ASAJ...24..776H . doi : 10.1121/1.1906978 .
- ↑ Güth, Wernfried (1956). "Entstehung der Stoßwellen bei der Kavitation" [ Origen de las ondas de choque durante la cavitación ] . Acústica (en alemán). 6 : 526–531 .
- ↑ Krehl, Peter OK (2009). Historia de las ondas de choque, explosiones e impactos: una referencia cronológica y biográfica . Berlín y Heidelberg, Alemania: Springer Verlag. pág. 461. ISBN 978-3-540-30421-0.
- ↑ Kornfeld, M.; Suvorov, L. (1944). "Sobre la acción destructiva de la cavitación" . Journal of Applied Physics . 15 (6): 495– 506. Bibcode : 1944JAP....15..495K . doi : 10.1063/1.1707461 .
- ↑ Rattray, Maurice, Jr. (1951) Efectos de perturbación en la dinámica de burbujas de cavitación. Archivado el 22 de octubre de 2016 en Wayback Machine. Tesis doctoral, Instituto Tecnológico de California (Pasadena, California, EE. UU.).
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- 1 2 Shipilov, SE; Yakubov, VP (2018). "Historia de la protección técnica. 60 años en la ciencia: al jubileo del Prof. VF Minin" . IOP Conf. Series: Materials Science and Engineering . 363 (12033) 012033. IOP Publishing . Bibcode : 2018MS & E..363a2033S . doi : 10.1088/1757-899X/363/1/012033 .
Lecturas adicionales
- Para información sobre la cavitación en las plantas, consulte el libro "Fisiología vegetal" de Taiz y Zeiger.
- Para información sobre cavitación en el campo de la ingeniería, visite Cavitation corrosion Archived 2007-06-24 en Wayback Machine.
- Kornfelt, M. (1944). "Sobre la acción destructiva de la cavitación" . Journal of Applied Physics . 15 (6): 495– 506. Bibcode : 1944JAP....15..495K . doi : 10.1063/1.1707461 .
- Para obtener información sobre la cavitación hidrodinámica en el sector del etanol, visite Arisdyne (archivado el 10 de julio de 2013 en Wayback Machine) y la revista Ethanol Producer: "Pequeñas burbujas para hacerte feliz".
- Barnett, S. (1998). "Cuestiones no térmicas: Cavitación: su naturaleza, detección y medición;". Ultrasound in Medicine & Biology . 24 : S11– S21. doi : 10.1016/s0301-5629(98)00074-x .
- Para cavitación en turbinas de corriente mareomotriz, véase Buckland, Hannah C; Masters, Ian; Orme, James AC; Baker, Tim (2013). "Inicio y simulación de cavitación en la teoría del momento de elementos de pala para el modelado de turbinas de corriente mareomotriz". Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part A: Journal of Power and Energy . 227 (4): 479. Bibcode : 2013PIMEA.227..479B . doi : 10.1177/0957650913477093 . S2CID 110248049 .
Enlaces externos
- Cavitación y flujos burbujeantes, Laboratorio de las Cataratas de Saint Anthony, Universidad de Minnesota
- Cavitación y dinámica de burbujas por Christopher E. Brennen
- Fundamentos del flujo multifásico por Christopher E. Brennen
- Modelado CFD de cavitación tipo van der Waals
- Burbuja de cavitación en campos gravitatorios variables, formación de chorro. Archivado el 13 de junio de 2017 en Wayback Machine.
- La cavitación limita la velocidad de los delfines.
- Pequeñas burbujas para hacerte feliz
- Cavitación de bombas. Archivado el 10 de junio de 2017 en Wayback Machine.
- dinámica de fluidos
- Fenómenos físicos
- Burbujas (física)
- Presión