Kavitaatioilmiöitä

Kavitaatioilmiöitä, suomeksi kavitaatio, tarkoittaa nesteessä tai nesteen ja kiinteän pinnan välisessä rajapinnassa tapahtuvaa ilmiötä, jossa paineen lasku aiheuttaa nesteen kiehumista ja höyrykuplien muodostumista. Tämä tapahtuu, vaikka nesteen lämpötila olisi huomattavasti alle sen normaalin kiehumispisteen. Kun paine nousee uudelleen, höyrykuplat romahtavat nopeasti, mikä voi aiheuttaa voimakkaita paineiskuja.

Kavitaatiota voi esiintyä monenlaisissa sovelluksissa. Esimerkiksi nopeasti liikkuvissa potkureissa, pumpuissa, venttiileissä ja suuttimissa paine voi laskea riittävän alhaiseksi aiheuttaakseen kavitaatiota. Metallipinnoilla toistuva kavitaatio voi johtaa eroosioon ja materiaalin kulumiseen, mikä lyhentää laitteiden käyttöikää. Ääniaallot voivat myös aiheuttaa kavitaatiota nesteissä, ja tätä ilmiötä hyödynnetään esimerkiksi ultraäänipesureissa ja joissakin lääketieteellisissä toimenpiteissä.

Kavitaation syntyminen riippuu nesteen ominaisuuksista, kuten sen höyrynpaineesta ja viskositeetista, sekä paineen muutoksen nopeudesta ja suuruudesta. Kavitaation estämiseksi tai sen haitallisten vaikutusten minimoimiseksi pyritään usein muuttamaan virtausolosuhteita, lisäämään painetta tai käyttämään materiaaleja, jotka kestävät paremmin kavitaation aiheuttamaa rasitusta. Ilmiön ymmärtäminen on tärkeää monien teknisten järjestelmien suunnittelussa ja toiminnan optimoinnissa.