La cavitazione è un fenomeno fluidodinamico che si manifesta quando, all’interno di un liquido in moto, la pressione statica locale scende al di sotto della pressione di vapore del liquido stesso alla temperatura di esercizio. In queste condizioni di bassa pressione, il liquido passa allo stato gassoso formando microbolle (o “cavità”) di vapore.
Se successivamente le bolle vengono trasportate dal flusso verso regioni a pressione più elevata (superiore alla pressione di vapore), esse subiscono un rapido e violento collasso (implosione). L’implosione genera intense onde d’urto locali e microgetti di liquido diretti verso le superfici solide adiacenti, provocando micro-crateri e grave erosione per fatica nei componenti meccanici.
Per l’insorgere del fenomeno, secondo l’equazione di Bernoulli, l’aumento dell’energia cinetica corrisponde ad una caduta di pressione statica:
Zone critiche si riscontrano tipicamente all’ingresso delle giranti delle pompe centrifughe, in corrispondenza di valvole parzializzate, nelle eliche navali e nei condotti di aspirazione.
Per evitare la cavitazione nelle pompe centrifughe, è fondamentale verificare che il parametro NPSH disponibile (Net Positive Suction Head, energia netta residua alla flangia di aspirazione rispetto alla tensione di vapore) sia maggiore dell’NPSH richiesto dalla pompa (caratteristico del suo disegno interno):
L’effetto della cavitazione è spesso riconoscibile per una marcata caduta di rendimento della macchina idraulica, accompagnata da rumore crepitante intenso e forti vibrazioni.