kavitationseffekter

Kavitationseffekter uppstår när lokala tryck faller under vätskans ångtryck, vilket leder till bildandet av ånga- eller gasbubblor i vätskan. Bubblorna kan växa och senare kollapsa när de rör sig till regioner med högre tryck. Kollapsen genererar kortvariga, mycket intensiva lokala krafter, höga temperaturer och tryck, samt skador på närliggande ytor.

Orsaker och mekanismer: Kavitation uppstår främst där flödet accelereras och trycket sjunker, till exempel i pumpar och turbiner, runt ventiler, propellerblad och i snäva geometrier. Processen består av nucleation (bubelformation), tillväxt och kollaps; bubblorna kolliderar mot ytor och kan skapa mikroskador genom skjuvning och övertryck.

Effekter: Kavitation orsakar erosion och ytförslitning av metaller, mikrofrakturer och ökad nötning av blad, tätningar och konstruktioner. Den medför ökade vibrationer och ljud, minskad maskineffektivitet och förvärrat slitage, vilket i maritima och industriella system kan leda till förkortad livslängd och underhållsbehov.

Tillämpningar och förebyggande: I industrin försöker man minimera oönskad kavitation genom design och driftoptimering, exempelvis ökat ingångstryck och förbättrat NPSH, samt val av tåliga material eller beläggningar. Å andra sidan utnyttjas kavitation i vissa tillämpningar som ultraljudsrengöring och materialbearbetning, där kontrollerad kavitation används som mekaniskt verktyg.

Övervakning och diagnostik: Kavitation övervakas vanligtvis genom akustiska emissioner, vibrationer och tryck-/flödesmätningar. Visuell eller högupplöst bildteknik kan användas för att studera bubblor och kollapsens effekter. God förståelse för vätskans egenskaper och flödesförhållanden är avgörande för att förutsäga och begränsa kavitationseffekter.