As bombas de condensado são projetadas especificamente para bombear líquidos. Como resultado, se confrontado ao trabalho de transportar vapor de densidade inferior, a bomba teria pouco efeito e o vapor não seria movido.

Este é o problema que surge quando ocorre a cavitação nas bombas de condensado. A cavitação se refere à formação de cavidades de vapor no interior do líquido que está sendo bombeado, resultando em mistura de líquido e gás de densidade mais baixa. Esta mistura de fases reduz a eficiência de bombeamento, comprometendo a habilidade da bomba de bombear o líquido, gerando complicações adicionais. No mundo do vapor, problemas de cavitação podem ser comumente encontrados em bombas elétricas de recuperação de condensado.

A cavitação envolve especificamente o condensado dentro da bomba que se transforma em vapor e portanto, não se deve confundir com problemas causados por fluxos de vapor de fora que entram na bomba. Assim, nesta parte iremos concentrar mais a atenção no mecanismo de mudança da fase de líquido para o vapor dentro da bomba, razões da mudança de fase e métodos práticos para evitar a cavitação.

Quando a água se aproxima do seu ponto de ebulição, uma parte do liquido muda para a fase vapor. Num sistema de bombeamento isto ocorre nas regiões de pressão relativamente baixa dentro da bomba. Normalmente, uma região de baixa pressão é criada por rotação do impulsor da bomba. A velocidade mais alta resulta em queda na pressão estática e como a velocidade do condensado aumenta, a pressão diminui. Isso faz com que o condensado quente se transforme em vapor, formando um vazio ou cavidade de vapor.

Existem vários fatores relativos à carga líquida positiva de sucção (NPSH) que podem piorar a intermitência (o flashing):

• Altas temperaturas do condensado podem resultar em mais flashing dentro da bomba.
• Bombas de alta velocidade geram maior velocidade de condensado no impulsor e portanto, ocorrem maiores quedas de pressão localizadas (ex. 3.500 rpm contra 1.750 rpm).
• A altura de enchimento insuficiente na entrada da bomba não é capaz de evitar o flashing (falha em fornecer carga estática suficiente para o condensado na voluta).
• Em alguns casos raros, o dimensionamento restrito do tubo de entrada pode resultar em queda significativa de pressão na entrada da bomba.

Em tais casos, o volume de flash local de vapor é grande, mas o conteúdo de calor latente relativo à massa total da mistura é pequeno. Então, como o flash de vapor continua a se misturar com o condensado, as cavidades do flash formadas dentro do líquido colapsam, implodindo rapidamente com força consideráve as cavidades. As implosões rápidas criam ondas de choque que resultam em sons audíveis. Esses sons costumam ser um primeiro indicador para o pessoal da planta de que está ocorrendo a cavitação.

Os sons de cavitação servem como um sinal detectável por fora da bomba que no interior da bomba pode estar ocorrendo danos. Estes sons são muitas vezes descritos como sendo similares ao som feito quando são sacudidos pedras em uma jarra. A cavitação pode resultar em danos não somente da bomba em si, mas também da tubulação e outros equipamentos associados.

A rápida formação e implosão de cavidades de vapor que se formam através de cavitação danificam as superfícies internas das bombas e tubulações, causando a erosão e desgastes de impulsores e carcaça da bomba. Além disso, quando não é bombeado efetivamente, o condensado recua criando um ambiente ideal para a ocorrência de corrosão. A corrosão de tubulação e equipamento causada por retorno do condensado e a erosão do impulsor e outros componentes da bomba constituem duas formas de danos que não podem ser sempre observadas por fora da bomba. Felizmente, medidas podem ser tomadas para evitar esses problemas ocultos.

Como você provavelmente já deve estar ciente, a instalação de eliminadores de ar ou outros equipamentos de remoção de gases não ajudam à prevenção de cavitação, já que esses produtos são feitos para remover gases que tenham entrado de fora do sistema e não se destinam para resolver a causa principal de cavitação. Para prevenir a cavitação, é essencial que previna a formação de cavidades de vapor no interior da bomba.

Mesmo quando a temperatura do condensado entrando na bomba esteja substancialmente abaixo das condições de ebulição, o risco de cavitação pode ainda ser alto devido ao fato de que uma parte do líquido pode gerar flash. A intermitência (flashing) pode ocorrer causada por leve aumento de temperatura ou queda de pressão quando houver modulação da pressão de vapor, quando várias peças do equipamento descarregar em um coletor de condensado compartilhado, quando as válvulas de desvio estiverem abertas, ou quando os vazamentos do purgador não são corrigidos.

O cálculo de carga líquida positiva de sucção disponível (NPSHA) e a seleção cuidadosa de bombas com uma carga líquida positiva de sucção requerida (NPSHR) compatível podem ajudar a reduzir as ocorrências de cavitação e seus danos resultantes, mas ainda existem muitas aplicações onde simplesmente não há NPSHA suficiente para produtos de bomba elétrica de baixo custo para preveni-lo. Um aumento na temperatura do condensado pode causar cavitação a ocorrer em qualquer bomba de força centrífuga uma vez que a NPSHA (disponível) é inferior à NPSHR (requerida) e portanto, há vários itens causais a serem considerados.

Este artigo não lida com o lado de descarga de bombas elétricas de condensado, mas há também requisitos relacionados para calcular rigorosamente a carga dinâmica total (TDH) do sistema e portanto uma bomba com pressão de descarga total (TDP) apropriada pode ser escolhida. Muitas vezes, uma bomba com boa seleção em termos de NPSHA não é a melhor em termos de variabilidade de TDH, mas isso talvez seja um tópico para um artigo diferente de teoria do vapor.

Felizmente, a cavitação pode ser completamente eliminada pelo uso de uma bomba mecânica a vapor ou a ar em oposição a uma bomba elétrica. A prevenção de cavitação dentro das bombas de recuperação de condensado é discutida detalhadamente na ultima parte do artigo Teoria do Vapor:

• Retorno do Condensado e Quando Usar Bombas de Condensado