Sljedeći put kad se nađete kako plutate u prsima duboko u vodi, pokušajte s ovom malom demonstracijom kavitacije u akciji dok čekate da se svi prestanu smijati i izvuku vas iz vode.
Držite dlan okomito i brzo ga prođite naprijed i nazad kroz vodu. Vidjet ćete tok mjehurića koji se formira nasuprot smjeru putovanja.
Ti su mjehurići ono što se naziva kavitacijom. U slučaju čamaca i brodova, kavitacija se odnosi na džep ili šupljinu zraka koji se stvara na stražnjoj strani noža ili rotora.
Što je kavitacija? Koji su uzroci?
Najjednostavnija definicija kavitacije je; radnja koja uzrokuje stvaranje praznine zbog nižeg pritiska.
Kao što gore definicija kaže, stanje kavitacije uzrokovano je situacijom pod niskim tlakom. Kad ste pomicali ruku naprijed i nazad kroz vodu, uzrokovali ste da vam pad iza ruke padne. Tu su nastali mjehurići. Profila s previše nagib ili prevelika brzina osovine uzrokovat će stvaranje džepova na stražnjoj strani noža ili čak na vrhovima.
Razlog zbog kojeg nastaju ove praznine je ključanje tekućine. Ovo nije ključanje od vrućine, nego ključanje iz vakuuma.
Stručnjaci za fiziku kažu nam da će se tekućina zakuhati ako se zagrije na određenu temperaturu ili ako se tlak tekućine smanji. U slučaju kavitacije, razlog je niži tlak.
Ova tehnika hladnog vrenja dobra je za mnoge industrijske namjene, ali ne želi je u blizini rekvizita ili propelera pumpe. Mjehurići koji se urušavaju napunjeni su vodenom parom vrlo niskog tlaka, a kada se urušavaju, na mnogim površinama nastaje oštećenje.
Kavitacija je povlačenje učinkovitosti zbog povećanog trenja. Mjehurići se lijepe na površine i u biti povećavaju debljinu potpornih lopatica, a potrebno je više snage za povećanje ili održavanje brzine.
Još gore, kavitacija može uzrokovati vibracije zbog neravnog opterećenja i oštetiti ili pokvariti opremu. Još gore od šteta od vibracija je pitting.
Zamka se događa kada se mjehurići sruše i sve snage usredotoče na sićušno mjesto na površini lopatice. Oštećenja od vibracija vrlo su vidljiva i obično se mogu spriječiti izmjenama stila rada. Oštećenja od uništavanja mogu se dogoditi na vrlo suptilnoj razini i većina pogođenih komponenti nema vidokruga u svakodnevnim operacijama.
Povećanje snage uzrokovano loše podešenim guvernerom može biti dovoljno za pokretanje manje kavitacije u blizini vrhova pogona i vjerojatno većina posada to ne bi primijetila. Samo pri izvlačenju primijetit će se oštećenja na pogonskim komponentama. Pitanje povećava površinu koja uzrokuje koroziju i malo anti-obrastanje prevlake mogu izdržati sile od urušavanja mjehurića koji mogu jesti u očvrsli čelik.
Isti skup uvjeta i nastala šteta mogu se dogoditi i unutar stvari poput kućišta pumpi i potisnih tunela. Kavitaciju je zapravo mnogo lakše proizvesti u zatvorenom okruženju nego u otvorenoj situaciji poput osovine i osovine.
U zatvorenom prostoru ima puno manje tekućine kako bi se ugurali i stisnuli vakuumski mjehurići koji se formiraju. Kavitacija unutar crpki vodeći je uzrok kvara. Okretanje a centrifugalan prebrza pumpa uzrokuje da tekućina u komori crpke proključa zbog nedostatka tlaka. Ovo je još veći problem ako pumpate vruću tekućinu poput rashladne tekućine ili teškog loživog ulja.
U situaciji s vrućom tekućinom, primjenjujete dva izvora energije zbog kojih će tekućina ključati. Prvi, toplina, vanjski je i bolje se razumijeva oblik vrenja. Drugi je mehanički vakuum koji uzrokuje rotor. Tehnički izraz za ovu drugu silu je Net pozitivna usisna glava ili NPSH.