kavitacija

kavitacija (lat.), fiz. pojava na tijelima izloženim strujanju tekućine velikom brzinom; nastaje zbog lokalnog sniženja tlaka, najčešće izazvanog povećanjem brzine strujanja (Bernoullijeva jednadžba). Očituje se nastankom kavitacijskih šupljina ispunjenih smjesom pare i plina (obično zraka). Kada tlak u tekućem okolišu takve šupljine poraste, para se kondenzira, a plin se otapa u tekućini i šupljina iščezava (implozija); ako lokalni tlak u tekućini padne ispod tlaka zasićenja pare (ovisi o temperaturi), tekućina vri i kavitacijske šupljine ispunjavaju se ugl. parom (parna ili prava k.); ako je tlak viši od tlaka zasićene pare, kavitacijske šupljine ispunjavaju se plinom (plinska k.). U nepomične k. šupljina je stalno u istom položaju prema tijelu, na brod. vijku (propeleru) pojavljuje se u obliku sloj äste k.; u putujuće k. šupljina putuje nošena tekućinom pa se na brod. vijku javlja magličasta, mjehurićasta ili pjenasta k.; u vrtložne se k. šupljine stvaraju u jezgrama vrtloga pa se na brod. vijcima pojavljuje k. vršnog vrtloga i k. vrtloga oko glavine; vibracijska k. nastaje u promjenljivu tlačnom polju bez znatnijeg utjecaja strujanja; javlja se uglavnom na vodom hlađenim košuljicama dizelskih motora. Ventilirana k. nastaje na tijelima u blizini slobodne površine tekućine, a kavitacijska šupljina ispunjena je zrakom iz atmosfere. Na brodu se k. javlja najčešće na brod. vijku, ali i na podvodnim krilima, kormilima, sapnicama, skrokovima; može izazvati mehaničko oštećenje, šum, vibracije i promjenu hidrodinamičkih brod. značajki (uzgona i otpora). K. se pojačava povećanjem brzine pa na brod. vijku izaziva teže posljedice pri visokom broju okretaja i nejednolikom sustrujanju. Mehanička oštećenja rjeđe se očituju u svijanju tankih rubova brod. vijka, a češće u obuku erozije, što je posljedica iznimno visokih tlakova implozije. Erozija brod. vijaka izbjegava se primjenom otpornih materijala, jednolikijim sustrujanjem, klinastim profilima (superkavitirajući vijak u kojega implozija nastaje iza vijka) i smanjenjem brzine implozije tako da se u krilo vijka sistemom cijevi i provrta dovodi zrak iz atmosfere. Kavitacijska svojstva brod. vijaka ustanovljuju se pokusima s modelima u kavitacijskom tunelu, a uvjet sličnosti je, uz ostale, i jednakost kavitacijskog broja. Modeli brodova i vijaka ispituju se zajedno u kavitacijskim bazenima.