Nästa gång du befinner dig flyta bröstet djupt i vattnet, prova denna lilla demonstration av kavitation i aktion medan du väntar på att alla ska sluta skratta och dra dig ur vattnet.
Håll handflatan vertikalt och för den snabbt fram och tillbaka genom vattnet. Du kommer att se en ström av bubblor bilda mittemot riktningen.
Dessa bubblor är vad som kallas kavitation. När det gäller båtar och fartyg avser kavitation en ficka eller kavitet av luft som bildas på baksidan av en propell eller impellerblad.
Vad är kavitation? Vad är dess orsaker?
Den enklaste definitionen av kavitation är; en åtgärd som får ett tomrum att bildas på grund av lägre tryck.
Som definitionen ovan säger orsakas kavitation av en lågtrycksituation. När du rörde handen fram och tillbaka genom vattnet fick du trycket bakom din hand att sjunka. Det är där bubblorna bildades. En rekvisita med för mycket kasta eller för stor axelhastighet kommer att få fickor att bildas på baksidan av bladen eller till och med vid spetsarna.
Anledningen till att dessa tomrum bildas är kokning av vätskan. Detta kokar inte från värme, utan kokar från vakuum.
Fysiksexperter säger att en vätska kommer att koka om den upphettas till en viss temperatur eller om vätskans tryck sänks. Vid kavitation är skälet lägre tryck.
Denna kallkokande teknik är bra för många industriella användningar, men den är inte önskad i närheten av rekvisita eller pumphjul. De kollapsande bubblorna är fyllda med mycket lågtrycks vattenånga och när de kollapsar görs skador på många ytor.
Kavitation är en effektiv effekt på grund av den ökade friktionen. Bubblorna fastnar på ytorna och ökar väsentligen tjockleken på propblad och mer kraft krävs för att öka eller bibehålla hastigheten.
Ännu värre kan kavitation orsaka vibrationer på grund av ojämn propellast och skada eller bryta utrustningen. Ännu värre än vibrationsskador är grop.
Pitting händer när bubblor kollapsar och alla krafter är fokuserade på en liten fläck på bladytan. Skador på grund av vibrationer är mycket märkbara och vanligtvis kan förhindras med ändringar av driftstil. Skador från grop kan inträffa på en mycket subtil nivå och de flesta av de drabbade komponenterna är synliga vid den dagliga verksamheten.
En ökning av makten orsakad av en dåligt justerad guvernör kan vara tillräckligt för att starta mindre kavitation i närheten av rekvisitspetsarna och skulle förmodligen inte märkas av de flesta besättningarna. Endast när man drar ut skulle skadorna på drivkomponenterna märkas. Pitting ökar ytan som orsakar korrosion och få antifouling beläggningar tål krafter från kollapsande bubblor som kan äta i härdat stål.
Samma uppsättning förhållanden och den resulterande skadan kan också inträffa inom saker som pumphus och thrustertunnlar. Kavitation är faktiskt mycket lättare att producera i en sluten miljö än i en öppen situation som en rekvisita och axel.
I ett slutet område finns det mycket mindre vätskevolym att rusa in och komprimera de vakuumbubblor som bildas. Kavitation inuti pumpar är en ledande orsak till fel. Vridning a centrifugal pump för snabbt får vätskan i en pumpkammare att koka från brist på tryck. Detta är ännu mer ett problem om du pumpar en varm vätska som kylvätska eller tung eldningsolja.
I en varm vätskesituation tillämpar du två energikällor som får vätskan att koka. Den första, värme, är extern och är den bättre förstått formen av kokning. Den andra är det mekaniska vakuumet som orsakas av pumphjulet. Den tekniska termen för denna andra kraft är Net Positive Suction Head eller NPSH.