Kavitaatioilmiöillä

Kavitaatioilmiöillä viittaa ilmiöön, jossa nesteeseen muodostuu tyhjiökuplia, kun paikallinen paine laskee nesteen kyllästymispaineen alapuolelle. Nämä kuplat romahtavat nopeasti nesteen paineen noustessa uudelleen, mikä aiheuttaa äkillisiä paineiskuja. Kavitaatiota esiintyy monissa nesteiden liikkeeseen liittyvissä tilanteissa, kuten pumpuissa, potkureissa, venttiileissä ja lääketieteellisissä ultraäänilaitteissa.

Ilmiö voi aiheuttaa merkittäviä ongelmia. Kuplien romahtamisesta syntyvät paineisiskut voivat vaurioittaa laitteiden pintoja, aiheuttaen eroosiota ja väsymistä. Tämä voi lyhentää laitteiden käyttöikää ja heikentää niiden suorituskykyä. Esimerkiksi laivapotkurien kavitaatio voi aiheuttaa melua ja tärinää sekä heikentää propulsiotehokkuutta.

Kavitaatiota pyritään estämään tai minimoimaan suunnittelemalla laitteita siten, että nesteen paine pysyy riittävän korkeana kuplien muodostumisen estämiseksi. Tähän kuuluvat esimerkiksi virtauksen ohjaaminen sujuvasti ja painehäviöiden minimoiminen. Materiaalivalinnoilla voidaan myös parantaa vastustuskykyä kavitaatiokulumiselle. Lääketieteellisissä sovelluksissa, kuten ultraäänihoidoissa, kavitaatiota voidaan hallita säätämällä laitteiden tehoa ja taajuutta.