10. Cavitação em água:
Sabendo que a pressão de vapor da água a
é aproximadamente
, qual é a pressão mínima admissível em um sistema de tubulações com água a essa temperatura, de forma a evitar a cavitação?
Passo 1
Beleza, a pergunta pede para a gente descobrir qual a pressão mínima num sistema de água a 30 °C para não rolar cavitação. Isso é assunto de Mecânica dos Fluidos, mais especificamente sobre cavitação e pressão de vapor. Para resolver a gente precisa saber que a cavitação começa quando a pressão do líquido cai até a pressão de vapor dele à temperatura dada. Aqui já sabemos que, a 30 °C, a pressão de vapor da água é
Passo 2
O que é cavitação? É quando bolhas de vapor se formam no interior do líquido porque a pressão local desce até a pressão de vapor. Essas bolhas depois implodem e podem danificar tubulações e turbinas. Então, para evitar, basta garantir que a pressão interna do sistema nunca atinja esse valor de vapor.
Passo 3
Teoria que aplicamos:
- Pressão de vapor (
) é a pressão de equilíbrio entre líquido e vapor àquela temperatura. - Se a pressão do fluido
ficar igual ou menor que , surgem bolhas (cavitação). - Logo, a condição de segurança é
Passo 4
Como a gente quer a pressão mínima admissível, basta igualar ao menor valor que ainda evita cavitação, ou seja:
Resposta
A pressão mínima admissível para evitar cavitação é