Kavitasyon

Kavitasyon, bir sıvı içinde buhar kabarcıklarının oluşumu ve bunların ani olarak (içeri çökerek) patlaması ile oluşan fiziksel olayın ve bu olayın bitişik malzemede oluşturduğu hasarın adıdır.

Örnek olarak gemi pervanelerinde, santifrüj pompaların çarklarında veya su tesisatlarında boru kesitinin ani olarak büyük ölçüde daraldığı kısımlarda görülebilir.

Kavitasyon Mekanizması:

Sulu ortamlarda meydana gelen Kavitasyonu anlamak için suyun faz diyagramına bakmak gerekir (Bkz. Şekil 1). Bilindiği gibi su, 1 Atmosfer basınç altında, 100 °C 'de kaynar yani sıvı fazdan gaz fazına geçer. Ancak ortam basıncı azaldığında, suyun da kaynama noktası daha düşük sıcaklara kayar. Dolayısı ile sulu bir sistemde bölgesel basınç, suyun buharlaşma basıncının altına düştüğünde su, gaz fazına geçer. Bu esnada hacmini kat ve kat arttırır. Hacmi artmış olan bu su buharı kabarcığı, örneğin bir yüzeye çarptığında basıncın artmasına bağlı olarak tekrar sıvı haline dönüşür. Bu durumda, az önce hacmini kat ve kat arttırmış su buharı kabarcığından geriye büyük bir boşluk kalır.

Bu boşluk, etraftaki su molekülleri tarafından çok ani bir şekilde doldurulur, içeri doğru patlama diyebileceğimiz bu şok dalgası ile beraber meydana gelen su jeti hemen komşu metalden atomal boyutta küçük parçacıkların kopmasına neden olur.

Yukarıda belirtilen mekanizma ile milyonlarca kabarcığın sürekli oluşması ve patlaması bitişik malzemede Kavitasyon hasarına neden olur. Malzeme yüzeyinde önce aşınma ile birlikte çok sayıda küçük çukurcuklar meydana gelir (Kavitasyon kelimesi İngilizce "Cave" (Çukur, mağara) kelimesinden gelir). Yüzey pürüzlülüğü artar. Bu çukurların artması, ilerleyen zamanlarda kesitin azalmasına ve/veya malzemenin çatlamasına neden olur. Sonuçta malzeme ekonomik ömründen çok daha önce koparak veya çatlayarak kullanılamaz hale gelir.

Malzeme hasarının yanında Kavitasyon, sistemlerde istenmeyen seslere, yüzey pürüzlülüğünün artmasına bağlı olarak akış direncinin artmasına ve verim kayıplarına neden olur.

Kavitasyon