Cavitación
y
Aireación
Victor M. Portela
SEA (Servicios Especializados de Abastecimiento)
Distribuidor Exclusivo de Hamilton Jet para México
Cavitación y Aireación


Dos fenómenos a menudo confundidos que afectan el
comportamiento del hidrojet.
Con poco entendimiento de este fenómeno y sus
causas, los diseñadores pueden planear para
minimizar sus efectos.
¿Que es la Cavitación?

Para entender la cavitación, debe primero entenderse
la relación entre presión y punto de ebullición del
agua.
Punto de Ebullición del Agua
Presión (Bar)
1

0.8
0.6
0.4
0.2
0
0
50
A nivel del mar, el agua bulle a 100°C. Conforme la
presión se incrementa, el punto de ebullición del agua
se incrementa – bullirá a una temperatura mayor de
100°C, e inversamente.
100
Temperatura (C)

Conforme la presión disminuye, el agua bullirá a
temperaturas menores a 100°C. Si la presión decrece
suficientemente, el agua bullirá a las temperaturas
ambiente típicas.
¿Que es la Cavitación?



Durante la operación normal del impulsor, existe un área de baja presión en la espalda
del aspa.
Normalmente, la presión no cae lo suficiente para que le ebullición ocurra.
Sin embargo, el diseño o selección impropia o los desperfectos pueden ocasionar una
inusual caída de presión en un área pequeña del aspa. La ebullición puede ocurrir en
esta pequeña área.
El agua bulle en esta región de baja presión y forma burbujas
0.018 bar
presión negativa
Las burbujas viajan aguas abajo y conforme pasan a una zona
de mas elevada presión del aspa, la ebullición cesa y las
burbujas se colapsan.
presión positiva
Aspa del Impulsor
Flujo

Las burbujas colapsadas liberan suficiente energía para erosionar la superficie del aspa.
¿Que es la Cavitación?




Este proceso completo de caída de presion, ebullición y
colapso de burbujas es llamado “cavitación”.
El daño ocasionado por las burbujas colapsantes se
denomina “erosión por cavitación”
La cavitación es ocasionada por un descenso en la presion
no por un incremento en la temperatura.
A diferencia de las hélices convencionales, que pueden
cavitar a elevadas velocidades, los hidrojets son afectados a
bajas velocidades.
Condiciones que Causan Cavitación
 Operación en el Rango de Velocidad del ‘Lomo’ de la
Curva
 Sobrecarga de la Embarcación
 Asiento por Popa de la Embarcación
 Mal tiempo o malas condiciones del mar
 Obstrucción de la rejilla de admisión
 Impulsores despuntados o dañados
 Huelgo excesivo en las puntas del impulsor
Usted Puede Estar Experimentando
Cavitación si…
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
El jet pierde su ‘agarre’ en el agua
La maquina se ‘desboca’ o sus RPM se incrementan
La aceleración de la embarcación disminuye o cesa
Ruido en el jet (algunas veces, condición extrema)
Curvas de Empuje / Cavitación
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Las líneas de velocidad mínima se muestran en todas las curvas
de empuje publicadas por Hamilton Jet, e indican la velocidad
mínima permitida a la embarcación para operación continua con
máxima aceleración.
La operación continua del hidrojet a máxima aceleración y
velocidades bajas de la embarcación puede dar inicio a cavitación.
La operación continua máxima debe confinarse a velocidades de
la embarcación a la derecha de las líneas e idealmente en el área
sombreada, para mejores eficiencias.
Curvas de Empuje / Cavitación del HJ 362
Curvas de empuje típicas del hidrojet HJ362
mostrando líneas de velocidad mínima
¿Como evitar la cavitación en la etapa de
diseño de la embarcación?
 Seleccione el hidrojet correcto, basándose en
estadísticas reales
 Seleccione hidrojets con:
• Impulsores de mayor área (aspas mas grandes o mayor
numero de aspas de tamaño similar)
• Distribución uniforme de carga sobre el aspa
• Toberas mas pequeñas
• Admisiones mas grandes
 Controle y reduzca el desplazamiento de la
embarcación
 Instale aletas adrizantes (trim tabs)
¿Que hacer si esta experimentando
Cavitación?
 Reduzca las RPM de la Maquina
 Incremente la Velocidad de la Embarcación
¿Que es la Aireación?
 No es un proceso tan complicado como la Cavitación
 Se refiere al aire que entra al hidrojet, que puede
adherirse a las áreas de baja presión en el lado de
succión de las aspas del impulsor.
 Esto deja menos espacio para que el agua ‘sólida’ (sin
aire) pase entre las aspas, ocasionando una reducción
en el flujo, con la consecuente perdida de empuje.
¿Que es la Aireación?
 En la practica, siempre existe algo de aire entrampado
en el flujo de agua al hidrojet, ocasionado por la
interfase del aire/agua en la proa de la embarcación. El
hidrojet puede manejar este cantidad limitada de aire
sin reducción en el comportamiento.
 Cuando este flujo de agua se vuelve excesivamente
aireado, ocasionara una perdida de empuje en el
hidrojet, lo que se evidencía por una incremento en las
RPM de la maquina con una caída simultanea en la
velocidad de la embarcación.
Factores que pueden ocasionar
aireación excesiva
 Cascos con “Vees” muy bajas, y formas de proa obtusas
o muy llenas.
 Formas de casco múltiples, especialmente con 3 cascos
(trimaranes).
 Tracas de planeo, sobrequillas y quillas centrales de
barra.
 Apéndices, tomas de agua, etc. localizadas a proa de la
admisión de los hidrojets.
 Admisiones de los hidrojets con saltos o rebordes sobre
el perfil del casco.
Factores que pueden ocasionar
aireación excesiva
 Escapes o drenes posicionados debajo del plano de
flotación.
 Asiento por popa excesivo
Recomendaciones para el diseño del casco
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