Kavitáció mi a kavitatsija jelentése és értelmezése a szó, meghatározása a kifejezés
a gázbuborékok képződését egy folyadékban. A kifejezést kb. 1894-ben a brit mérnök R. Froude. Ha a folyadék bármely pontján a nyomás egyenlővé válik a folyadék telített gőznyomásával, a folyadék ezen a helyen elpárolog, és gőz buborék képződik. Például a víz forrása. A víz felmelegedésekor a telített gőz nyomása nő. Amikor elérte a forráspontot, a gőznyomás egyenlővé válik a környezeti nyomással és gőz buborékok jelennek meg a vízben.
A folyadékban levő gőzbuborékok könnyebben kialakíthatók csökkentett nyomáson. Ha a környezeti nyomás nagyobb, mint a folyadék telített gőznyomása, akkor a kavitációs buborék erővel összeomlik. A buborékok ilyen összeomlása zajt, rezgést és strukturális károkat okoz, hátrányosan befolyásolja az érintett gépek és mechanizmusok működését. A folyadék helyi nyomáscsökkenése a test és a folyadék gyors relatív mozgásával történik.
A Bernoulli törvény. A Bernoulli-törvény szerint, súrlódás nélküli folyadékban az energia állandó az áramvonal mentén. Ez egyenlőséggel fejezhető ki
ahol p a nyomás. a sűrűség, és v a sebesség. A 0, 1 és 2 indexek egy adott áramvonalas három pontra vonatkoznak.
Ebből az egyenlőségből következik, hogy a sebesség növekedésével a helyi nyomás csökken (a sebesség négyzetének arányában). Az íves áramvonal mentén mozgó folyadék bármely részecskéje, például a borítékprofil (1. ábra) gyorsul, és csökken a helyi nyomás. Ha a nyomás a telített gőznyomásra csökken, kavitáció következik be. Ez a mechanizmus a kavitáció jelenségére a szárnyashajókra, a propellerekre, a turbina lapátokra és a szivattyú lapátokra.
A csövön átfolyó folyadék esetében a tömegmegtartás törvénye (folytonossági egyenlet) szerint a folyadék sebessége nő a cső összehúzódási pontjain, ahol kavitáció is lehetséges.
Kavitációs tényező. A kavitáció jelensége pontosan megegyezik a mozdulatlan test körüli áramlás és a test mozgásának közegével. Mindkét esetben csak a relatív sebesség és az abszolút nyomás fontos. A nyomás és a sebesség közötti összefüggés, amelyben a kavitáció történik, egy dimenzió nélküli kritérium. amelyet a kavitációs együtthatónak (a kavitáció számának) neveznek, és amelyet a kifejezés határoz meg
ahol pv egy adott hőmérsékletű folyadék telített gőznyomása.
A kavitáció típusai. Az 1. ábrán. A 2. ábra nagy sebességű hidrodinamikai csőben vett rögzített szárnyashajó kavitációját mutatja. Bizonyos vízáramlási sebességnél a szárny felületén a helyi nyomás a vízgőznyomásra csökken. A szárny felületén kavitációs üregek jelennek meg. A buborékok nőnek, az áram irányába mozognak. (Mivel a szárny felszínén buborékok alakulnak ki, félgömb alakúak.) Ezt a típusú kavitációt nem stacionárius buborékoló kavitációnak nevezik. Ha van valamilyen vetület a felszínen, akkor a buborékok koncentrálnak rá. Az ilyen álló kavitáció az 1. ábrán is látható. 2.
A kavitáció a megnövekedett nyírási és kisnyomású helyeken kialakult görcsök zónájában fordulhat elő. Vortex kavitációs gyakran látható az elülső éle szárnyashajóval vezető kések élei és mögött légcsavaragyat. Különböző típusú kavitáció egyidejű előfordulása lehetséges. Az 1. ábrán. A 3. ábra egy a tengeri hajócsavar vortex kavitáció vezető széle a lapátok, helyhez kötött kavitáció a felületén a pengék és a kapcsolódó vortex kavitáció mögött a hub. A hanghullám által okozott folyadék kavitációját akusztikusnak nevezik.
Kavitáció és technológia. Az áramlás sebessége általában nagymértékben csökken a profil hátsó szélénél. Itt a nyomás nagyobb lesz, mint a gőznyomás. Amint a kavitációhoz kedvező feltételek eltűnnek, a buborékok azonnal összeomlanak. A buborékok összeomlásával felszabadított energia nagyon jelentős.
Eróziót. Nagy disszipált energiát során összeomlása kavitációs buborékok károsodásához vezethet, hogy a felületek a víz alatti szerkezetek, propellerek, turbinák, szivattyúk, és még a nukleáris reaktor szerelvények. E jelenség skála - hidraulikus eróziónak nevezhetõ - különbözhet a pontfelszín eróziójától a sok év mûködéstôl a nagy szerkezetek katasztrofális kudarcáig.
Vibráció. A propellereken végzett kavitáció időszakosan ingadozhat a hajótesten és az erőművekben fellépő nyomás hatására. A hajó kavitációs rezgése kényelmetlenséget teremt az utasok és a személyzet számára.
Hatékonyság és sebesség. A kavitáció jelentősen megnövelheti a hidrodinamikai ellenállást, ami a hidraulikus berendezések csökkentett hatékonyságát eredményezi. A túlzott kavitáció a propelleren csökkentheti a tolóerőt és korlátozhatja a hajó maximális sebességét; A kavitáció okozhatja a turbina vagy a szivattyú teljesítményének csökkenését, sőt működésének meghiúsulását is.
Zaj. A kavitációs buborékok összeomlásából felszabaduló energia egy része hanghullámokká alakul át. Az ilyen zaj különösen nemkívánatos a hajózási hajókban, mivel növeli a felderítésük valószínűségét.
Általános szabályként a kavitáció nemkívánatos (tengeri és turbószivattyús technológia). De egyes esetekben szándékosan okozott. Erre példa egy kavitációs sugárhajtású monitor. A vízsugár kavitációs buborékok összeomlásával felszabaduló nagy energiát a kőzetek és a felületkezelés fúrásához használják (erózió következtében).
Biológiai hatás. Ultrahangos orvosi vizsgálat során kavitációs buborékok keletkezhetnek és növekedhetnek a biológiai szövetekben. Kavitáció jelenlétében a nagy intenzitású ultrahang szövetkárosodást okozhat. Lásd még HYDROAEROMECHANICS
; SONAR
; uLTRAHANG
.