کاویتاسیون چیست ؟

حُفره‌زایی (نام‌های دیگر: حباب‌زایی، خوردگی، کاویتاسیون، حفره‌سازی، خلاءزایی) پدیده‌ای است که در آن کاهش فشار باعث تبخیر موضعی مایع و ایجاد حباب‌هایی شود.
این پدیده در پروانهٔ کشتی‌ها، اژدرها و پمپ‌های سانتریفیوژ و سرریز سدها رخ می‌دهد.
(ویکی پدیا)

از لحاظ معنای لغوی کاویتاسیون از لغت cavity گرفته شده است به معنای حفره.
تشکیل حفره در محصول به اصطلاح حفره زایی یا کاویتاسیون نامیده می شود.
این حفره زایی ها و خوردگی ها معمولا روی بدنه پروانه ایجاد می شود.

کاویتاسیون و جوشش

کاویتاسیون همانند پدیده جوشش است، تفاوت جوشش این است که این اتفاق به دلیل افزایش دمای مایع به وجود می آید که ناشی از انتقال حرارت از سطوح جامد است.

کاویتاسیون دقیقا چطور رخ می دهد ؟

بصورت خلاصه جوشش سیال در اثر افت فشار را کاویتاسیون می گویند.
زمانی که در پمپ ها افت فشار رخ بدهد بصورتی که فشار سیال به فشار بخار نزدیک شود، سیال در همان دما شروع به جوشش می کند که این اتفاق باعث به وجود آمدن حباب های بخار در سیال می شود.
توضیحات بیشتر :
زمانی که فشار موضعی کم تر از فشار بخار می شود آب که بصورت طبیعی در دمای 100 درجه به شکل گاز در می آید
در دماهای پایین تر زودتر به صورت گاز در می آید.
حباب های گازی ایجاد شده وقتی که دوباره به منطقه پر فشارتر وارد می شوند معمولا منفجر می شوند.
این ترکیدن حباب ها شوکی موج مانند ایجاد می کنند که دارای صدا است.
پس همانطور که متوجه شدیم می توانیم از صدای ایجاد شده در اثر کاویتاسیون، از رخ دادن این اتفاق با خبر شویم.

انواع کاویتاسیون

-bubble cavitation
-blade cavitation
-vortex covitation
-attached cavitation
-backflow covitation
-partial covitation
-super covitation

صدای سفید در پدیده کاویتاسیون چیست ؟

همانطور که در بالاتر گفته شد در هنگام رخداد کاویتاسیون یک صدای غیر عادی ایجاد می شود، فرکانس این صدا به 1 مگاهرتز می رسد که به این صدا، صدای سفید می گویند.

جلوگیری از پدیده کاویتاسیون

دقیقا باید برعکس اتفاقی که باعث ایجاد کاویتاسیون می شود را انجام بدیم، یعنی چه ؟
ما باید همواره کاری کنیم که فشار سیال در تمامی نقاط از فشار بخار سیال بیشتر باشد.
برای این کار فشار ورودی پمپ را افزایش می دهند این کار باعث کاهش فاصله بین پمپ و مخزن یعنی کاهش ارتقاع پمپ
و یا افزایش ارتفاع مخزن آب امکان پذیر است.
یکی دیگر از روش های جلوگیری از این پدیده کاهش افت فشار و توربوبالانس جریان در مسیر جریان قبل از پمپ است.
چطور این کار را انجام دهیم ؟
کاهش تعداد اتصالات در مسیر جریان و یا انتخاب پمپی که قطر ورودی یکسانی با قطر لوله دارد.

کاربرد کاویتاسیون

شاید باعث تعجب شما باشد که این رخداد تخریبی، کاربردهایی هم داشته باشد.
در حالی که بسیاری از صنایع درصدد جلوگیری از رخ دادن این پدیده هستند، برخی صنایع به دنبال ایجاد کاویتاسیون هستند.
برای افزایش سرعت زیر دریایی، تصفیه آب و … سعی می کنند که این پدیده را به وجود بیاورند.