kavitaatiolla

Kavitaatio on nesteeseen liittyvä ilmiö, jossa paikallinenpaine laskee hetkellisesti alle höyrynpaineen, jolloin nesteeseen muodostuu höyrykuplia. Näiden kuplien kasvu ja romahtaminen voivat aiheuttaa voimakkaita paikallisia paine- ja lämpötilavaihteluita sekä tärinää. Kavitaatio esiintyy erityisesti nopeasti muuttuvissa virtaussuhteissa, kuten venttiilien, siirtoputkien ja potkureiden läheisyydessä sekä suurissa virtaustiheyksissä.

Syntyyn vaikuttavat tekijät ovat alhainen paine, korkea virtausnopeus sekä painevaihtelut. Lisäksi nesteessä olevat epäpuhtaudet tai kiinnittyneet pinnat voivat toimia kuplien muodostumispaikkoina. Kavitaation esiintymiselle tärkeää on nesteen höyrypaine ja tilapäiset painealarajat, jotka mahdollistavat kuplien syntymisen.

Vaikutukset voivat olla sekä haitallisia että hyödyntäviä. Haittoihin kuuluvat materiaalien kuluminen ja vauriot (esim. potkureiden ja pumppujen pinnat), melu, tärinä sekä järjestelmien tehon aleneminen. Hyödyntämiskohteita ovat ultrasoninen puhdistus, lääketieteellinen kavitaatio esimerkiksi munuaiskivien murskauksessa sekä eräät kemialliset reaktiot, joihin kuplien romahtaminen tehostaa.

Tunnistus ja ehkäisy perustuvat akustisiin mittauksiin, paine- ja virtausanturteihin sekä visuaalisiin havaintoihin. Ehkäisyn keinot ovat suunnittelun optimointi siten, että alipainealueet minimoidaan, pintojen karhennus tai karhinnattomat ratkaisut, sekä toiminnan säätö niin, että virtaustiheydet pysyvät hallinnassa. Kavitaatio on laajasti tutkittu sekä teollisuudessa että tieteessä, ja sitä hallitaan sekä riskinhallinnan että hyödyntämisen näkökulmista.