Cavitation ist die Bildung und dann unmittelbare Implosion von Höhlen in liquidi.e. kleine Zonen ohne Flüssigkeit ("Luftblasen"), die die Folge von Kräften sind, die nach der Flüssigkeit handeln. Es kommt gewöhnlich vor, wenn eine Flüssigkeit schnellen Änderungen des Drucks unterworfen wird, die die Bildung von Höhlen verursachen, wo der Druck relativ niedrig ist.

Cavitation ist eine bedeutende Ursache des Tragens in einigen Technikzusammenhängen. Wenn man in Gebiete des Hochdrucks, cavitation Luftblasen eingeht, die auf einer Metalloberflächenursache zyklische Betonung implodieren. Das läuft auf Oberflächenerschöpfung des Metalls hinaus, das einen Typ des Tragens verursacht, auch hat "cavitation" genannt. Die allgemeinsten Beispiele dieser Art des Tragens sind Pumpe-Flügelräder und Kurven, wenn eine plötzliche Änderung in der Richtung auf Flüssigkeit vorkommt. Cavitation wird gewöhnlich in zwei Klassen des Verhaltens geteilt: Trägheits-(oder vergänglich) cavitation und Nichtträgheitscavitation.

Trägheitscavitation ist der Prozess, wo eine Leere oder Luftblase in einer Flüssigkeit schnell zusammenbrechen, eine Stoß-Welle erzeugend. Trägheitscavitation kommt in der Natur in den Schlägen von Gottesanbeterin-Garnelen und Pistole-Garnelen, sowie in den Gefäßgeweben von Werken vor. In künstlichen Gegenständen kann es in Kontrollklappen, Pumpen, Propellern und Flügelrädern vorkommen.

Nicht Trägheitscavitation ist der Prozess, in dem eine Luftblase in einer Flüssigkeit gezwungen wird, in der Größe zu schwingen oder sich wegen einer Form des Energieeingangs wie ein Schallfeld zu formen. Solcher cavitation wird häufig in Überschallreinigungsbädern verwendet und kann auch in Pumpen, Propellern usw. beobachtet werden.

Da die durch cavitation gebildeten Stoß-Wellen stark genug sind, um bewegende Teile bedeutsam zu beschädigen, ist cavitation gewöhnlich ein unerwünschtes Phänomen. Es wird im Design von Maschinen wie Turbinen oder Propeller spezifisch vermieden, und cavitation beseitigend, ist ein Hauptfeld in der Studie der flüssigen Dynamik.

Trägheitscavitation

Trägheitscavitation wurde zuerst von Herrn Rayleigh gegen Ende des 19. Jahrhunderts studiert, als er den Zusammenbruch einer kugelförmigen Leere innerhalb einer Flüssigkeit gedacht hat. Wenn ein Volumen von Flüssigkeit genug Tiefdruck unterworfen wird, kann es brechen und eine Höhle bilden. Dieses Phänomen wird cavitation Beginn genannt und kann hinter der Klinge eines schnell rotierenden Propellers oder auf jeder Oberfläche vorkommen, die in der Flüssigkeit mit dem genügend Umfang und der Beschleunigung vibriert. Ein schnell fließender Fluss kann cavitation auf Felsen-Oberflächen besonders verursachen, wenn es einen Fall - von, solcher als auf einem Wasserfall gibt.

Andere Weisen, cavitation Leere zu erzeugen, schließen die lokale Absetzung der Energie, wie ein intensiver eingestellter Laserpuls (Sehcavitation) oder mit einer elektrischen Entladung durch einen Funken ein. Dampf-Benzin verdampft in die Höhle vom Umgebungsmedium; so ist die Höhle nicht ein vollkommenes Vakuum, aber hat einen relativ niedrigen Gasdruck. Solch eine cavitation Unterdruckluftblase in einer Flüssigkeit beginnt, wegen des höheren Drucks des Umgebungsmediums zusammenzubrechen. Weil die Luftblase, der Druck und die Temperatur des Dampfs innerhalb von Zunahmen zusammenbricht. Die Luftblase bricht schließlich zu einem Minutenbruchteil seiner ursprünglichen Größe zusammen, an dem Punkt sich das Benzin innerhalb in die Umgebungsflüssigkeit über einen ziemlich gewaltsamen Mechanismus zerstreut, der einen bedeutenden Betrag der Energie in der Form einer akustischen Stoß-Welle und als sichtbares Licht veröffentlicht. Am Punkt des Gesamtzusammenbruchs kann die Temperatur des Dampfs innerhalb der Luftblase mehrere tausend kelvin und der Druck mehrere hundert Atmosphären sein.

Trägheitscavitation kann auch in Gegenwart von einem Schallfeld vorkommen. Mikroskopische Gasluftblasen, die allgemein in einer Flüssigkeit da sind, werden gezwungen, wegen eines angewandten Schallfeldes zu schwingen. Wenn die akustische Intensität genug hoch ist, werden die Luftblasen zuerst in der Größe wachsen und dann schnell zusammenbrechen. Folglich kann Trägheitscavitation vorkommen, selbst wenn die Verdünnung in der Flüssigkeit für eine Rayleigh ähnliche Leere ungenügend ist, um vorzukommen. Hochleistungsultrasonics verwerten gewöhnlich den Trägheitscavitation von mikroskopischen Vakuumluftblasen für die Behandlung von Oberflächen, Flüssigkeiten und Schlickern.

Der physische Prozess des cavitation Beginns ist dem Kochen ähnlich. Der Hauptunterschied zwischen den zwei ist die thermodynamischen Pfade, die der Bildung des Dampfs vorangehen. Das Kochen kommt vor, wenn sich der lokale Dampf-Druck der Flüssigkeit über seinem lokalen umgebenden Druck erhebt und genügend Energie da ist, um die Phase-Änderung zu einem Benzin zu verursachen. Beginn von Cavitation kommt vor, wenn der lokale Druck genug weit unter dem durchtränkten Dampf-Druck, ein Wert fällt, der durch die Zugbelastung der Flüssigkeit bei einer bestimmten Temperatur gegeben ist.

In der Größenordnung vom cavitation Beginn, um vorzukommen, brauchen die cavitation "Luftblasen" allgemein eine Oberfläche, auf der sie nucleate können. Diese Oberfläche kann von den Seiten eines Behälters, durch Unreinheiten in der Flüssigkeit, oder durch kleine unaufgelöste Mikroluftblasen innerhalb der Flüssigkeit zur Verfügung gestellt werden. Es wird allgemein akzeptiert, dass hydrophobe Oberflächen kleine Luftblasen stabilisieren. Diese vorher existierenden Luftblasen fangen an, unbegrenzt zu wachsen, wenn sie zu einem Druck unter dem Schwellendruck ausgestellt werden, hat die Schwelle von Blake genannt.

Der Dampf-Druck hier unterscheidet sich von der meteorologischen Definition des Dampf-Drucks, der den teilweisen Druck von Wasser in der Atmosphäre an etwas Wertsättigung von weniger als 100 % beschreibt. Dampf-Druck als in Zusammenhang mit cavitation bezieht sich auf den Dampf-Druck in Gleichgewicht-Bedingungen und kann deshalb als das Gleichgewicht genauer definiert (oder gesättigt werden) Dampf-Druck.

Nichtträgheitscavitation

Nichtträgheitscavitation ist der Prozess, in dem kleine Luftblasen in einer Flüssigkeit gezwungen werden, in Gegenwart von einem Schallfeld zu schwingen, wenn die Intensität des Schallfeldes ungenügend ist, um Gesamtluftblase-Zusammenbruch zu verursachen. Diese Form von cavitation verursacht bedeutsam weniger Erosion als Trägheitscavitation, und wird häufig für die Reinigung von feinen Materialien wie Silikonoblaten verwendet.

Schaden von Cavitation

Cavitation, ist in vielen Fällen, einem unerwünschten Ereignis. In Geräten wie Propeller und Pumpen verursacht cavitation sehr viel Geräusch, Schaden an Bestandteilen, Vibrationen und einem Verlust der Leistungsfähigkeit.

Wenn die cavitation Luftblasen zusammenbrechen, zwingen sie energische Flüssigkeit in sehr kleine Volumina, dadurch Punkte der hohen Temperatur schaffend und Stoß-Wellen ausstrahlend, von denen die Letzteren eine Quelle des Geräusches sind. Das durch cavitation geschaffene Geräusch ist ein besonderes Problem für militärische Unterseeboote, weil es die Chancen vergrößert, durch das passive Echolot entdeckt zu werden.

Obwohl der Zusammenbruch einer Höhle relativ Ereignis der niedrigen Energie ist, können hoch lokalisierte Zusammenbrüche Metalle wie Stahl mit der Zeit wegfressen. Die durch den Zusammenbruch von Höhlen verursachte punktförmige Korrosion erzeugt großes Tragen auf Bestandteilen und kann einen Propeller oder die Lebenszeit der Pumpe drastisch verkürzen.

Nachdem eine Oberfläche durch cavitation am Anfang betroffen wird, neigt sie dazu, mit einem beschleunigenden Schritt wegzufressen. Die cavitation Gruben vergrößern die Turbulenz der Flüssigkeitsströmung und schaffen Klüfte, die als nucleation Seiten für zusätzliche cavitation Luftblasen handeln. Die Gruben vergrößern auch die Fläche der Bestandteile und lassen restliche Betonungen zurück. Das macht die Oberfläche anfälliger, um Korrosion zu betonen.

Hydrodynamischer cavitation

Hydrodynamischer cavitation beschreibt den Prozess der Eindampfung, die Luftblase-Generation und die Luftblase-Implosion, die in einer fließenden Flüssigkeit infolge einer Abnahme und nachfolgender Zunahme im Druck vorkommt. Cavitation wird nur vorkommen, wenn sich der Druck zu einem Punkt unter dem durchtränkten Dampf-Druck der Flüssigkeit neigt. In Pfeife-Systemen, cavitation kommt normalerweise irgendein als das Ergebnis einer Zunahme in der kinetischen Energie (durch eine Bereichsbeengtheit) oder einer Zunahme in der Pfeife-Erhebung vor.

Hydrodynamischer cavitation kann durch den Übergang einer Flüssigkeit durch einen eingeengten Kanal an einer spezifischen Geschwindigkeit oder durch die mechanische Folge durch eine Flüssigkeit erzeugt werden. Im Fall vom eingeengten Kanal und gestützt auf dem spezifischen (oder einzigartig) können Geometrie des Systems, die Kombination des Drucks und der kinetischen Energie wenn die hydrodynamische cavitation Höhle stromabwärts der lokalen Beengtheit geschaffen werden, die hohe Energie cavitation Luftblasen erzeugt.

Der Prozess der Luftblase-Generation, des nachfolgenden Wachstums und des Zusammenbruchs der cavitation Luftblasen läuft auf sehr hohe Energiedichten hinaus, auf sehr hohe Temperaturen und Druck an der Oberfläche der Luftblasen seit einer sehr kurzen Zeit hinauslaufend. Die gesamte flüssige mittlere Umgebung bleibt deshalb an umgebenden Bedingungen. Wenn nicht kontrolliert, ist cavitation zerstörend; jedoch durch das Steuern des Flusses des cavitation wird die Macht angespannt und nichtzerstörend. Kontrollierter cavitation kann verwendet werden, um chemische Reaktionen zu erhöhen oder bestimmte unerwartete Reaktionen fortzupflanzen, weil freie Radikale im Prozess wegen der Verfremdung von in den cavitating Luftblasen gefangenen Dämpfen erzeugt werden.

berichtet, werden Öffnungen und venturi weit verwendet, um cavitation zu erzeugen. Ein venturi, wegen seines glatten Zusammenlaufens und abweichender Abteilungen, hat einen innewohnenden Vorteil über die Öffnung, dass es eine höhere Geschwindigkeit am Hals für einen gegebenen Druck-Fall darüber erzeugen kann. Andererseits hat eine Öffnung einen Vorteil, dass sie mehr Zahl von Löchern (größerer Umfang von Löchern) in einem gegebenen bösen Schnittgebiet der Pfeife anpassen kann.

Hydrodynamischer cavitation kann Industrieprozesse verbessern. Zum Beispiel, cavitated Getreide-Schlicker zeigen höhere Erträge in der Vinylalkohol-Produktion im Vergleich zu uncavitated Getreide-Schlicker in trockenen sich prügelnden Möglichkeiten.

Das wird auch im mineralization von lebenswiderspenstigen Zusammensetzungen verwendet, die sonst äußerst hohe Temperatur und Druck-Bedingungen brauchen würden, da freie Radikale im Prozess wegen der Trennung von in den cavitating Luftblasen gefangenen Dämpfen erzeugt werden, der entweder auf die Erhöhung der chemischen Reaktion hinausläuft oder sogar auf die Fortpflanzung von bestimmten unter sonst umgebenden Bedingungen nicht möglichen Reaktionen hinauslaufen kann.

Chemische Technikanwendungen

In der Industrie wird cavitation häufig verwendet, um zu homogenisieren, oder sich zu vermischen und, aufgehobene Partikeln in einer gallertartigen flüssigen Zusammensetzung wie Farbe-Mischungen oder Milch zusammenzubrechen. Viele sich vermischende Industriemaschinen basieren auf diesen Designgrundsatz. Es wird gewöhnlich durch das Flügelrad-Design oder durch das Zwingen von der Mischung durch eine Ringöffnung erreicht, die eine schmale Eingangsöffnung mit einer viel größeren Ausgangsöffnung hat. Im letzten Fall, der drastischen Abnahme im Druck weil beschleunigt sich die Flüssigkeit in ein größeres Volumen veranlasst cavitation. Diese Methode kann mit hydraulischen Geräten kontrolliert werden, die Einlassöffnungsgröße kontrollieren, dynamische Anpassung während des Prozesses oder Modifizierung für verschiedene Substanzen berücksichtigend. Die Oberfläche dieses Typs der sich vermischenden Klappe, gegen die Oberfläche die cavitation Luftblasen gesteuert werden, ihre Implosion verursachend, erlebt enorme mechanische und thermische lokalisierte Betonung; sie werden deshalb häufig superharter oder zäher Materialien wie rostfreier Stahl, Stellite oder sogar polykristallener Diamant (PCD) gebaut.

Wasserreinigungsgeräte von Cavitating sind auch entworfen worden, in dem die äußersten Bedingungen von cavitation Schadstoffe und organische Moleküle brechen können. Die geisterhafte Analyse des in sonochemical Reaktionen ausgestrahlten Lichtes offenbart chemische und plasmabasierte Mechanismen der Energieübertragung. Das von cavitation Luftblasen ausgestrahlte Licht ist genannte Sonolumineszenz.

Hydrophobe Chemikalien werden unterhalb der Wasserlinie durch cavitation als der Druck-Unterschied zwischen den Luftblasen angezogen, und das flüssige Wasser zwingt sie zusammenzutreffen. Diese Wirkung kann bei der Protein-Falte helfen.

Biomedizinische Anwendung

Cavitation spielt eine wichtige Rolle für die Zerstörung von Nierensteinen in der Stoß-Welle lithotripsy. Zurzeit werden Tests betreffs geführt, ob cavitation verwendet werden kann, um große Moleküle in biologische Zellen (sonoporation) zu übertragen. Stickstoff cavitation ist eine Methode, die in der Forschung an lyse Zellmembranen verwendet ist, während sie organelles abreist, intakt.

Cavitation spielt eine Schlüsselrolle in nichtthermischem nichtangreifendem fractionation des Gewebes für die Behandlung einer Vielfalt von Krankheiten. Cavitation spielt auch wahrscheinlich eine Rolle in HIFU, einer nichtangreifenden Thermalbehandlungsmethodik für Krebs.

Ultraschall wird manchmal verwendet, um Knochen-Bildung, zum Beispiel postchirurgische Anwendungen zu vergrößern.

Ultraschall-Behandlungen und/oder Aussetzung können cavitation schaffen, der auf ein Syndrom potenziell "hinauslaufen kann, das Manifestationen von Brechreiz, Kopfweh, tinnitus, Schmerz, Schwindel und Erschöpfung einschließt.".

Es ist darauf hingewiesen worden, dass der Ton von "krachenden" Fingergelenken auf den Zusammenbruch von cavitation in der synovial Flüssigkeit innerhalb des Gelenks zurückzuführen ist. Bewegungen, die das Knacken verursachen, breiten den gemeinsamen Raum aus, so Druck zum Punkt von cavitation reduzierend. Das in synovial Flüssigkeit aufgelöste Benzin ist in erster Linie Kohlendioxyd. Es bleibt umstritten, ob das mit klinisch bedeutender gemeinsamer Verletzung wie osteoarthritis vereinigt wird.

Reinigung der Anwendung

In Industriereinigungsanwendungen hat cavitation genügend Macht, die Festkleben-Kräfte der Partikel zum Substrat zu überwinden, Verseuchungsstoffe lösend. Der Schwellendruck, der erforderlich ist, cavitation zu beginnen, ist eine starke Funktion der Pulsbreite und des Macht-Eingangs. Diese Methode-Arbeiten durch das Erzeugen haben akustischen cavitation in der Reinigungsflüssigkeit, dem Aufnehmen und den Wegtragen-Verseuchungsstoff-Partikeln kontrolliert, so dass sie dem Material nicht wiederanhaften, das wird reinigt.

Pumpen und Propeller

Hauptplätze, wo cavitation vorkommt, sind in Pumpen, auf Propellern, oder an Beschränkungen in einer fließenden Flüssigkeit.

Als ein Flügelrad (in einer Pumpe) oder Propeller (als im Fall von einem Schiff oder Unterseeboot) Klinge-Bewegung durch eine Flüssigkeit werden Tiefdruckgebiete gebildet, weil sich die Flüssigkeit ringsherum beschleunigt und sich vorbei an den Klingen bewegt. Je schneller die Klinge-Bewegung, desto tiefer der Druck darum werden kann. Da es Dampf-Druck erreicht, verdampft die Flüssigkeit und bildet kleine Luftblasen von Benzin. Das ist cavitation. Wenn die Luftblasen später zusammenbrechen, verursachen sie normalerweise sehr starke lokale Stoß-Wellen in der Flüssigkeit, die hörbar sein kann und sogar die Klingen beschädigen kann.

Cavitation in Pumpen kann in zwei verschiedenen Formen vorkommen:

Ansaugen cavitation

Ansaugen cavitation kommt vor, wenn das Pumpe-Ansaugen unter einer Bedingung des Tiefdrucks/Hochvakuums ist, wo sich die Flüssigkeit in einen Dampf am Auge des Pumpe-Flügelrades verwandelt. Dieser Dampf wird zur Entladungsseite der Pumpe vorgetragen, wo es nicht mehr Vakuum sieht und zurück in eine Flüssigkeit durch den Entladungsdruck zusammengepresst wird. Diese implodierende Handlung kommt gewaltsam vor und greift das Gesicht des Flügelrades an. Ein Flügelrad, das unter einem Ansaugen cavitation Bedingung bedient hat, kann große Klötze des Materials haben, das von seinem Gesicht oder sehr kleinen Bit des entfernten Materials entfernt ist, das Flügelrad veranlassend, auszusehen, schwammmäßig. Beide Fälle werden Frühmisserfolg der Pumpe häufig wegen des tragenden Misserfolgs verursachen. Ansaugen cavitation wird häufig durch einen Ton wie Kies oder Marmore in der Pumpe-Umkleidung identifiziert.

In Automobilanwendungen kann ein behinderter Filter in einem hydraulischen System (Servolenkung, Macht-Bremsen) Ansaugen cavitation Krach machend verursachen, der sich erhebt und in synch mit Motor-RPM fällt. Es ist ziemlich häufig ein hohes aufgestelltes Gewinsel, wie Satz von Nylonstrümpfe-Getrieben nicht ziemlich verwickelnd richtig.

Entladung cavitation

Entladung cavitation kommt vor, wenn der Pumpe-Entladungsdruck äußerst hoch normalerweise in einer Pumpe, vorkommt, die an weniger als 10 % seines besten Leistungsfähigkeitspunkts läuft. Der hohe Entladungsdruck veranlasst die Mehrheit der Flüssigkeit, innerhalb der Pumpe zu zirkulieren, anstatt erlaubt zu werden, die Entladung zu überfluten. Als die Flüssigkeit um das Flügelrad fließt, muss sie die kleine Abfertigung zwischen dem Flügelrad und der Pumpe-Unterkunft an der äußerst hohen Geschwindigkeit durchführen. Diese Geschwindigkeit veranlasst ein Vakuum, sich an der Unterkunft-Wand zu entwickeln (ähnlich dem, was in einem venturi vorkommt), der die Flüssigkeit in einen Dampf verwandelt. Eine Pumpe, die unter diesen Bedingungen funktioniert hat, zeigt Frühtragen der Flügelrad-Schaufel-Tipps und der Pumpe-Unterkunft. Außerdem, wegen der Bedingungen des Hochdrucks, können Frühmisserfolg des mechanischen Siegels der Pumpe und Lager erwartet werden. Unter äußersten Bedingungen kann das die Flügelrad-Welle brechen.

Entladen Sie sich, wie man denkt, verursacht cavitation in gemeinsamer Flüssigkeit den knallenden Ton, der durch das Knochen-Gelenk-Knacken, zum Beispiel durch das absichtliche Knacken von jemandes Fingergelenken erzeugt ist.

Kontrollklappen

Cavitation kann in Kontrollklappen vorkommen. Wenn stromaufwärts Druck gerade über dem Dampf-Druck ist, dann ist es möglich, dass der Druck unter dem Dampf-Druck als die Flüssigkeitsströmungen durch die Klappe fallen wird. Wenn der Druck nach der Klappe zu einem Druck genest, der wieder über dem Dampf-Druck ist, dann wird cavitation vorkommen.

Cavitation auf Abflusskanälen

Wenn Wasserflüsse über einen Dammabflusskanal, die Unregelmäßigkeiten auf der Abflusskanal-Oberfläche kleine Gebiete der Fluss-Trennung in einem hohen Geschwindigkeitsfluss, und in diesen Gebieten verursachen werden, wird der Druck gesenkt. Wenn die Geschwindigkeiten hoch genug sind, kann der Druck zu unter dem lokalen Dampf-Druck des Wassers fallen, und Dampf-Luftblasen werden sich formen. Wenn diese stromabwärts ins Gebiet des Hochdrucks die Luftblase-Zusammenbrüche getragen werden, die Hochdruck und möglichen Cavitation-Schaden verursachen.

Experimentelle Untersuchungen zeigen, dass der Schaden auf der konkreten Böschung und den Tunnel-Abflusskanälen an Geschwindigkeiten des reinen Wassers zwischen 12 bis 15 m/s, und bis zu Geschwindigkeiten von 20 m/s anfangen kann, kann es möglich sein, die Oberfläche durch die Stromlinienverkleidung der Grenzen, die Besserung der Oberflächenschlüsse oder das Verwenden widerstandsfähiger Materialien zu schützen.

Wenn etwas Luft im Wasser da ist, ist die resultierende Mischung komprimierbar, und das befeuchtet den Hochdruck, hat verursacht

durch die Luftblase-Zusammenbrüche. Wenn die Geschwindigkeiten in der Nähe vom umgekehrten Abflusskanal-Bogen genug hoch sind, müssen Belüftungsanlagen (oder Lüftungsgeräte) eingeführt werden, um cavitation zu verhindern. Obwohl diese seit einigen Jahren installiert worden sind, sind die Mechanismen von Luft entrainment an den Belüftungsanlagen und der langsamen Bewegung der Luft weg von der Abflusskanal-Oberfläche noch schwierig.

Das Abflusskanal-Lüftungsgerät-Design basiert nach einer kleinen Ablenkung des Abflusskanal-Betts (oder Flanke) wie eine Rampe, und Ausgleich, um die hohe Geschwindigkeit abzulenken, strömen von der Abflusskanal-Oberfläche weg. In der unter dem nappe gebildeten Höhle wird ein lokaler Subdruck unter dem nappe erzeugt, durch den Luft in den Fluss gesaugt wird. Das ganze Design schließt das Ablenkungsgerät (Rampe, Ausgleich) und das Frischluftsystem ein.

Cavitation in Motoren

Einige größere Dieselmotoren leiden unter dem cavitation wegen der hohen Kompression und Zylinderwände unter Normalgröße. Vibrationen der Zylinderwand veranlassen Wechseltiefdruck und Hochdruck im Kühlmittel gegen die Zylinderwand. Das Ergebnis bildet der Zylinderwand Löcher, die schließlich kühl werdende flüssige Leckstelle in den Zylinder und das Verbrennen-Benzin lassen wird, um ins Kühlmittel zu lecken.

Es ist möglich, das davon abzuhalten, mit dem Gebrauch von chemischen Zusätzen in der kühl werdenden Flüssigkeit zu geschehen, die eine Schutzschicht auf der Zylinderwand bilden. Diese Schicht wird zu demselben cavitation ausgestellt, aber baut sich wieder auf. Zusätzlich verhindert ein geregelter Überdruck im Kühlsystem (geregelt und aufrechterhalten durch den Kühlmittel-Füller-Kappe-Frühlingsdruck) das Formen von cavitation.

Von ungefähr den 1980er Jahren, neuen Designs von kleinerem Benzin (Benzin) haben Motoren auch cavitation Phänomene gezeigt. Eine Antwort auf das Bedürfnis nach kleineren und leichteren Motoren war ein kleineres Kühlmittel-Volumen und eine entsprechend höhere Kühlmittel-Geschwindigkeit. Das hat schnelle Änderungen in der Fluss-Geschwindigkeit und deshalb schnelle Änderungen des statischen Drucks in Gebieten der hohen Wärmeübertragung verursacht. Wo resultierende Dampf-Luftblasen gegen eine Oberfläche zusammengebrochen sind, hatten sie die Wirkung der ersten zerreißenden Schutzoxydschichten (Wurf-Aluminiummaterialien) und dann wiederholt das Beschädigen der kürzlich gebildeten Oberfläche, die Handlung von einigen Typen des Korrosionshemmstoffs (wie Silikat verhindernd, hat Hemmstoffe gestützt). Ein Endproblem war die Wirkung, die zugenommen hat, hatte materielle Temperatur auf der elektrochemischen Verhältnisreaktionsfähigkeit von Grundmetall und seinen beeinträchtigenden Bestandteilen. Das Ergebnis war tiefe Gruben, die bilden und in den Motorkopf in einer Sache von Stunden eindringen konnten, als der Motor an der hohen Last und hohen Geschwindigkeit lief. Diese Effekten konnten durch den Gebrauch von organischen Korrosionshemmstoffen oder (vorzugsweise) durch das Entwerfen des Motorkopfs auf solche Art und Weise größtenteils vermieden werden, um bestimmten cavitation das Verursachen von Bedingungen zu vermeiden.

Geologie

Einige Theorien in Zusammenhang mit der Diamantbildung postulieren eine mögliche Rolle für cavitation — nämlich cavitiation in den kimberlite Pfeifen, die den äußersten Druck zur Verfügung stellen, musste reinen Kohlenstoff in den seltenen allotrope ändern, der Diamant-ist.

Gefäßwerke

Cavitation kommt im xylem von Gefäßwerken vor, wenn die Spannung von Wasser innerhalb des xylem so groß wird, dass flüssiges Wasser (Safts) lokal verdampft und sich die aufgelöste Luft innerhalb des Wassers ausbreitet, um entweder die Behälter-Elemente oder tracheids zu füllen. Werke sind allgemein im Stande, cavitated xylem auf mehrere Weisen zu reparieren. Für weniger als 50 Cm hohe Werke kann Wurzeldruck genügend sein, um Luft wiederaufzulösen. Für größere Werke müssen sie cavitation reparieren, indem sie solutes in den xylem über Strahl-Zellen, oder in tracheids über Osmose durch begrenzte Gruben importieren; das veranlasst Wasser, ebenso hereinzugehen, der dann die Luft wiederauflösen kann. In einigen Bäumen ist der Ton des cavitation besonders im Sommer klar hörbar, wenn die Rate von evapotranspiration am höchsten ist, und verwendet werden kann, um die Rate von cavitation zu bestimmen. Laubwechselnde Bäume verschütten Blätter im Herbst teilweise, weil cavitation zunimmt, als Temperaturen abnehmen.

Seeleben

Ebenso cavitation Luftblasen formen sich auf einem schnell spinnenden Bootspropeller, sie können sich auch auf den Schwänzen und Flossen von Wassertieren formen. Die Effekten von cavitation sind in der Nähe von der Oberfläche des Ozeans besonders wichtig, wo der umgebende Wasserdruck relativ niedrig ist und cavitation mit größerer Wahrscheinlichkeit vorkommen wird.

Für mächtige schwimmende Tiere wie Delfine und Thunfisch kann cavitation schädlich sein, weil es ihre maximale Schwimmen-Geschwindigkeit beschränkt. Selbst wenn sie die Macht haben, schneller zu schwimmen, können Delfine ihre Geschwindigkeit einschränken müssen, weil das Einstürzen cavitation Luftblasen auf ihrem Schwanz zu schmerzhaft ist. Cavitation verlangsamt auch Thunfisch, aber aus einem verschiedenen Grund. Verschieden von Delfinen fühlen diese Fische die schmerzhaften Luftblasen nicht, weil sie knochige Flossen ohne Nervenenden haben. Dennoch können sie nicht schneller schwimmen, weil die cavitation Luftblasen einen Dampf-Film um ihre Flossen schaffen, der ihre Geschwindigkeit beschränkt. Verletzungen sind auf dem Thunfisch gefunden worden, die mit dem Cavitation-Schaden im Einklang stehend sind.

Cavitation ist nicht immer eine Beschränkung für das Seeleben; einige Tiere haben Weisen gefunden, es zu ihrem Vorteil zu verwenden, wenn sie Beute jagen. Die Pistole-Garnele schnappt eine Spezialklaue, um cavitation zu schaffen, der kleinen Fisch töten kann. Die Gottesanbeterin-Garnele (der Mordsding-Vielfalt) verwendet cavitation ebenso, um zu betäuben, offen zu zersplittern, oder das Schalentier zu töten, auf das es schmaust. Ihre Anhänge nutzen sich infolgedessen ab, der nicht ein Problem ist, weil sich das Tier alle drei Monate mausert.

Küstenerosion

Im letzten Halbjahrzehnt ist die Küstenerosion in der Form von Trägheitscavitation allgemein akzeptiert worden. Dampf-Taschen in einer eingehenden Welle werden in Spalten in der Klippe gezwungen, die wird wegfrisst, dann presst die Kraft der Welle die Dampf-Taschen zusammen, bis die Luftblase implodiert, Flüssigkeit werdend, verschiedene Formen der Energie abgebend, die einzeln den Felsen sprengen.

Liste von cavitation Tunnels

Bulgarien

• Bulgarisches Schiff-Wasserdrucklehre-Zentrum

Kanada

• Nationaler Forschungsrat — errichtet für die Ozeantechnologie Cavitation Tunnel, St. Johns, Neufundland.

Frankreich

• "Tunnel de Cavitation" Ecole Navale, Lanveoc.
• "Großartiger Tunnel Hydrodynamique" Bassin d'Essais des Carènes, Val de Reuil.

Deutschland

• Vielfache cavitation Tunnels an Versuchsanstalt für Wasserbau und Schiffbau, Berlin.
• Großer Cavitation Tunnel an der Hamburger Schiff-Musterwaschschüssel, Hamburg.
• Tunnel von Cavitation am Schiffbau-Versuchsanstalt, Potsdam.

Indien

• Flüssiges Kontrollforschungsinstitut, Palakkad, Kerala.
• Cavitation Tunnel der Marinewissenschafts- und Technologielaboratorien an Visakhapatnam.
• Indianerinstitut für die Technologie Madras.

Der Iran

• Angewandtes Wasserdrucklehre-Laboratorium, Universität von Iran von Wissenschaft und Technologie, Narmak, Tehran.
• Seetechniklaboratorium, Universität von Sharif der Technologie, Azadi Av. Tehran.

Italien

• Wasserkanal, Istituto Nazionale pro Hrsg. von Studi Esperienze di Architettura Navale (CNR-INSEAN), Rom in Umlauf setzend

: www.insean.it

• CEIMM Cavitation Tunnel, italienische Marine, Rom

:

:

• Cavitating Pumpe Rotordynamic Testmöglichkeit, ALTA S.p. A., Pisa

: www.alta-space.com, Pisa

Die Niederlande

• Großer Cavitation Tunnel und hohe Geschwindigkeit Cavitation Tunnel am Seeforschungsinstitut, Wageningen.

Norwegen

• "Cavitation Laboratorium" NTNU, die norwegische Universität der Wissenschaft und Technologie, Trondheim.

Polen

• Schiff-Design und Forschungszentrum (CTO S.A.) Centrum Techniki Okrętowej S.A., Danzig.

Südkorea

• Samsung Ship Model Basin (SSMB), Schwerindustrie von Samsung, Daejeon.

Spanien

• CEHIPAR (Kanal de Experiencias Hidrodinámicas de El Pardo), El Pardo (Madrid).

Schweden

• SSPA

Die Schweiz

• Tunnel de Cavitation au Laboratoire des Machines Hydrauliques (LMH), Ecole Polytechnique Federale de Lausanne (EPFL)

Taiwan

• Der große Cavitation Tunnel an der nationalen Ozeanuniversität von Taiwan, Keelung.

Die Ukraine

• Der Cavitation Tunnel am Institut für die Hydromechanik der nationalen Akademie von Wissenschaften, Kiew

Das Vereinigte Königreich

• Tunnel von Emerson Cavitation, Universität Newcastles auf Tyne.

Die Vereinigten Staaten

• Universität von Minnesotas Fall-Laboratorium von St. Anthony cavitation Möglichkeiten.
• Der Wassertunnel von Garfield Thomas, die staatliche Universität von Pennsylvanien, Staatsuniversität, Pennsylvanien
• Marineoberflächenkrieg-Zentrum, Carderock Abteilung 24" Variable Pressure Water Tunnel West Bethesda, Maryland
• Marineoberflächenkrieg-Zentrum, Carderock Abteilung 36" Variable Pressure Water Tunnel West Bethesda, Maryland
• Der Kanal von William B. Morgan Large Cavitation, Teil des NSWCCD Memphis, Tennessee
• Der variable Druck-Wassertunnel von MIT.

Siehe auch

• Das Phänomen bekannt als supercavitation wird verwendet, um Gegenständen zu erlauben, unter Wasser mit der hohen Geschwindigkeit zu reisen.
• Propeller von Supercavitating
• Sonolumineszenz
• Zahl von Cavitation
• Erosionskorrosion von Kupferwassertuben
• Wasserhammer

Weiterführende Literatur

• Für cavitation in Werken, sieh Pflanzenphysiologie durch Taiz und Zeiger.
• Für cavitation im Technikfeld, besuchen Sie

• Kornfelt, M.: "Auf der zerstörenden Handlung von cavitation," Zeitschrift der angewandten Physik Nr. 15, 1944.
• Für hydrodynamischen cavitation im Vinylalkohol-Feld, besuchen Sie http://www.arisdyne.com und Vinylalkohol-Produktionszeitschrift: "Winzige Luftblasen, um Sie Glücklich" http://www.ethanolproducer.com/article.jsp?article_id=5732&q=tiny%20bubbles&category_id=46 Zu machen
• S. Barnett; Nichtthermalprobleme: Cavitation — Seine Natur, Entdeckung und Maß; Ultraschall in Medizin & Biologie, Band 24, Anhang 1, Juni 1998, Seiten S11-S21

Links

• Cavitation und Bubbly Flows, Fall-Laboratorium von Saint Anthony, Universität Minnesotas
• Cavitation und Bubble Dynamics durch Christopher E. Brennen
• Grundlagen des mehrphasigen Flusses durch Christopher E. Brennen
• van der Waals-Type das CFD Modellieren von Cavitation
• Einzelne Cavitation Luftblase in einem Wasserfall - Evolution, flüssige Strahlen, Stoß-Welle
• Cavitation beschränkt die Geschwindigkeit von Delfinen
• Winzige Luftblasen, um Sie glücklichen zu machen