Cavitação — Introdução
A cavitação é o fenômeno onde as cavidades de vapor, que são pequenas e principalmente regiões livres de líquido conhecidas como bolhas ou lacunas, são geradas em um líquido devido ao desequilíbrio das forças dinâmicas locais. Ela ocorre normalmente quando um líquido é submetido a mudanças rápidas de pressão em condições isotérmicas. Exemplo: se a pressão fica abaixo do limite (pressão de vapor de saturação), o líquido rompe-se formando cavidades de vapor, enquanto os vazios implodem (colapso das bolhas) e geram ondas de choque intensas quando as bolhas de vapor são submetidas a uma pressão maior que a pressão de limite.
Para um fluxo de líquido, sua tendência de cavitar é caracterizada pelo número de cavitação, que é fornecido abaixo:
equação 2.157
em que p é o valor absoluto da pressão de referência do fluxo, por exemplo, pressão de entrada; pv é a pressão de vapor de saturação, que é uma propriedade de material dependendo da temperatura e da pressão; o denominador representa a cabeça dinâmica de fluxo em que ρl é a densidade do líquido e U∞ é a velocidade de fluxo livre. Portanto, a equação 2.157 indica que, conforme o número de cavitação diminui, mais provavelmente o fluxo de um líquido tende a ser cavitado.
Os fluxos de cavitação estáveis e não estáveis podem ocorrer em vários sistemas de engenharia de fluido como injetores de combustível, bombas líquidas, hélices, impulsores, hidrofólios, mancais hidrostáticos e válvulas cardíacas biológicas. A cavitação geralmente é um acontecimento indesejado. Ela pode causar queda significativa no desempenho, manifestada por taxas de fluxo de massa reduzidas, crescimento de cabeça reduzido em bombas, assimetria de carga, vibração e ruído. A cavitação também pode causar danos físicos a um dispositivo por causa do impacto da bolha em superfícies, que, por fim, podem afetar a integridade estrutural. Para minimizar a cavitação ou levar em conta a sua presença, é necessário saber da existência e conhecer a extensão da cavitação durante os estágios iniciais de design. Portanto, é importante fornecer uma capacidade de modelagem precisa e confiável de cavitação no CFA. O Creo Flow Analysis oferece um módulo de cavitação completo juntamente com ferramentas personalizadas (templates) para a simulação de fluxos de cavitação ocorrendo em uma variedade de sistemas de fluidos.
Este tópico descreve a teoria de modelagem e os modelos de cavitação usados no Creo Flow Analysis. Os parâmetros e configurações de modelo, o fluxo de trabalho e as quantidades pós-processamento também são descritos. Como a cavitação é um processo de mudança de fase térmica entre as fases de líquido e de vapor, ela pode ser modelada como uma transferência de massa de interface em fluxos multifase. Entretanto, no Creo Flow Analysis, a cavitação é modelada independente do módulo Multifase. Para acessar esse módulo, siga os passos abaixo:
1. Clique em 
Módulo de física. A caixa de diálogo Seleção de modelo físico é aberta.
Módulo de física. A caixa de diálogo Seleção de modelo físico é aberta.2. Selecione o módulo de Módulos disponíveis. Na árvore do Flow Analysis, em Física, Cavitation é adicionada.
Veja a seguir uma descrição de itens no módulo Cavitação:
• Definições — Termos usados no módulo de cavitação.
• Física — Definições, terminologia, constantes, modelos e métodos usados no módulo de cavitação.
• Condições — Condições especificadas para entidades como limites, interfaces, volumes e as saídas do módulo.
• Numéricos e convergência — Parâmetros e modelos controlando a solução numérica.
• Variáveis de saída — Expressões criadas para especificar condições e pós-processamento associados à cavitação.