Kavitacija

Kavitacija (lat.: cavitas, cavum; bs.: "pećina, šuplja prostorija") ) je efekat kod cijevi ili lopatica pumpi, turbina, propelera itd. prilikom čega se oslobađaju mjehurići vazduha. ^[1]

Oštećenja uslijed kavitacije na ventilima aksijalne klipne hidraulične pumpe.

Proces

Propeler proizvodi kavitaciju

Tokom strujanja tekućine, pri padu pritiska, u tekućini se oslobađaju mjehurići upijenog zraka. Kad ih struja donese u područje većeg pritiska (više 1000 MPa ), dešava se proces kompresije, što je praćeno snažnim porastom temperature (5000-10000 K), zagrijavanja i eksplodiranja mjehurića koji se naziva i dieselov efekat. Veličina mjehurića u početku iznosi nekoliko μm, koji se posredstvom vibracija povećaju i na kraju naglo smanje.^[1]

Otkriće

Ovu pojavu je 1912. prvi put zapazio D. Silberrad, nakon što je iztraživao erozije brodskih propelera. Tokom rada propelera nastaju spiralne putanje koje se sastoje od mjehurića vazduha. Dalja izraživanja su pokazala da mjehurići vazduha emituju svjetlost (sonoluminescencija)^[1]

Pojave i primjena

Zoologija

• Na Izraelskom tehnološkom institutu (en. Israel Institute of Technology) otkriveno je da je brzina delfina ograničena kavitacijom.^[2]
• "Pištolj" vrsta rakova (lat. alpheidae) koristi kavitaciju, koju proizvode škljocanjem škara, za lov i samooodbranu. Zvuk je toliko glasan pod vodom da ometa sonar na podmornicama. ^[3]

Obrada materijala

Razarajuće osobine kavitacije se koriste kod ultrazvučnog čišćenja raznih površina i materijala.^[1]

Mornarica

Torpedo VA-111 "Škval"

Kina razvija supersoničnu podmornicu koja, prema navodima, koristi superkavitaciju obrazujući ogroman vazdušni mjehur koji smanjuje otpor vode. Teoretski brzina bi iznosila 5800 km/h, plovljenje Atlantskim okeanom bi trajalo 100 minuta. Bivši SSSR je tokom Hladnog rata razvio torpedo "Škval" (rus. Шквал) koji postiže brzinu do 370 km/h. ^[4]