Siviele ingenieurswese

Kavitasie verstaan: klein vernietigende onderwaterimplosies

Kavitasie verstaan: klein vernietigende onderwaterimplosies


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Elke keer as u met 'n boot ry, 'n pomp aanskakel of moontlik selfs u kraan begin, kom klein en vernietigende ontploffings onder water voor. Hierdie ontploffings is vinnig gegenereerde stoomborrels wat deur kokende water veroorsaak word, in 'n proses wat cavitasie genoem word.

Die basiese beginsels van kavitasie

Die basiese beginsels van kavitasie is gebaseer op Bernoulli se beginsel. Dit verklaar dat die druk van 'n vloeistof afneem namate die snelheid toeneem en omgekeerd. In kombinasie met hierdie idee, moet ons onthou dat die kookpunt van water verander op grond van die druk waaronder dit verkeer. Dit is die rede waarom kooktoestelle die kook doeltreffender maak. Sodra ons hierdie konsep begryp, is dit makliker om te sien waarom kavitasie plaasvind.

Of u dit weet of nie, u het waarskynlik cavitasie gesien. Die borrels wat na bewegende bote na die oppervlak dryf, is eintlik spore van cavitasie. As 'n skroef vinnig op 'n boot draai, verhoog die beweging die gelokaliseerde spoed van die water daaromheen. Dit skep 'n laedruksone aan die agterkant van die skroef.

VERWANTE: HOE WERK WATERBEHANDELINGSPLANTE?

Hierdie lae druk laat die water kook by die omgewingstemperatuur van die vloeistof, dus word klein stoomborrels veroorsaak as gevolg van kook. Hierdie stoomborrels implodeer dan as gevolg van die omringende druk van die water en vorm dan weer as gevolg van die energie wat vanaf die inploffing oorgedra word. Hierdie beginsel kan gesien word in die volgende GIF van 'n koeël wat die water binnedring.

Ingenieursinploffings

Vir mariene ingenieurs word kavitasie desperaat vermy. Ontploffings - veral onderwaterstoomontploffings - is betowerend vir waarnemers, maar vir 'n skroef is dit ongelooflik vernietigend. Wanneer kavitasie op of naby die skroef van 'n boot voorkom - of selfs binne pype en pompe - skuif die proses weg na die oppervlaklaag van die metaal.

Dit voel kontra-intuïtief om klein implosies in water voor te stel wat metaal beskadig en vernietig, maar met 'n geestelike begrip van die relatiewe energie van die inploffing en die relatiewe skade wat dit veroorsaak - alles begin op sy plek val. Wanneer cavitated borrels naby metaal inplof, veroorsaak dit hoë frekwensie vibrasies op die oppervlak van die metaal, wat op die oppervlak wegsplinter. Uiteindelik, na konstante cavitasie, skei hele lae en dele van die metaal uit, wat tot katastrofiese mislukking lei.

Moderne ingenieurs versag egter kavitasie deur innoverende skroefontwerp. In werklikheid is die volgende video oor die USS Pennsylvania - 'n Amerikaanse duikboot - 'n perfekte voorbeeld:

Waar kom cavitasie voor?

Kavitasie vind plaas oral waar water vinnig verander in snelheid, wat aansienlike langtermynskade veroorsaak. Dit verkort die lewensduur van waaierpompe, wat die ontwerp daarvan moeilik maak. As die vloeistofdruk by die inlaat laer is as die dampdruk, aangesien water in die pompe opgesuig word, kan toegevoegde energie van die waaier begin met kavitasie. Hierdie cavitasie gaan dan voort in die vloeistof rondom die waaier, wat die interne meganika aansienlik beskadig.

VERWANTE: WATERBEHANDELING VERDUIDELIK

Kavitasie kom voor in pype en kleppe. As ons 'n kraan aanskakel of 'n klep te vinnig oopmaak, kan kavitasie in die oorgangsgebied van die bemiddelende vloeistof plaasvind. Dit sal die pyp of klep oor tyd beskadig, wat die moontlikheid van 'n katastrofiese mislukking kan veroorsaak.

Kavitasie is slegs een voorbeeld van die uiters kragtige en vernietigende effekte van fisika rondom ons. Vir diegene wat onbewus is, is dit 'n groot ongesiene gevaar vir ingenieurs regoor die wêreld.


Kyk die video: Strand vol met muntjes! (Februarie 2023).