İçeriğe atla

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.[1]

Örnek olarak gemi pervanelerinde, santrifüj pompaların çarklarında veya su tesisatlarında boru kesitinin ani olarak büyük ölçüde daraldığı kısımlar da görülebilir.

Kavitasyon mekanizması

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

Kavitasyon kelimesi, etimolojik olarak Latince "çukur, boşluk" anlamına gelen "Cavitas" kelimesinden gelmektedir.

Bu boşluk, etraftaki su molekülleri tarafından çok ani bir şekilde doldurulur. İçeri doğru patlama olarak adlandırılan bu şok dalgası, su jetinin komşu metalden atomal boyutta küçük parçacıkların kopmasına neden olan hızlı bir şekilde gerçekleşir.

Yukarıda belirtilen mekanizma, milyonlarca kabarcığın sürekli olarak oluşmasına ve patlamasına yol açarak bitişik malzemede kavitasyon hasarına neden olur. Malzeme yüzeyinde öncelikle aşınma meydana gelir ve bu, çok sayıda küçük çukurların oluşmasına yol açar. Yüzey pürüzlülüğü artar. Bu çukurların sayısının artması, ilerleyen zamanlarda kesitin azalmasına veya malzemenin çatlamasına neden olabilir. Sonuç olarak, malzeme ekonomik ömründen çok daha önce koparak veya çatlayarak kullanılamaz hale gelir.

Kavitasyon, malzeme hasarının yanı sıra istenmeyen seslere, yüzey pürüzlülüğünün artmasına ve akış direncinin artmasına ve verim kayıplarına neden olabilir

Kavitasyon

Kaynakça

  1. ^ "Cavitation | physics | Britannica". www.britannica.com (İngilizce). 17 Nisan 2019 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 26 Şubat 2023. 

Dış bağlantılar

İlgili Araştırma Makaleleri

<span class="mw-page-title-main">Su</span> H2O formülüne sahip kimyasal bileşik, yaşam kaynağı

Su, Dünya üzerinde bol miktarda bulunan ve tüm canlıların yaşaması için vazgeçilmez olan, kokusuz ve tatsız bir kimyasal bileşiktir. Sıklıkla renksiz olarak tanımlanmasına rağmen kızıl dalga boylarında ışığı hafifçe emmesi nedeniyle mavi bir renge sahiptir.

<span class="mw-page-title-main">Pompa</span>

Pompa, genelde elektrik enerjisini hidrolik enerjiye çevirerek sıvıları veya bazen çamur gibi bulamaçları, mekanik güçle hareket ettiren makinadır.

Yer altı suyu seviyesi veya yer altı su tablası iki zon arasında atmosfer basıncı ile su basıncının eşit olduğu yüzeye denmektedir.

<span class="mw-page-title-main">Türbin</span>

Türbin, bir akışkanın enerjisini işe çevirmek için kullanılan alettir. Türbin bir mil ve üzerinde kanatçıklardan oluşur. Kullanılan akışkana göre türbinin yapısı değişir. Çalışma prensibi şu şekildedir. Akışkan türbinin kanatçıklarına çarparak türbin miline hareket verir, hareket milin çıkışında mekanik işe dönüşür.

<span class="mw-page-title-main">Çözelti</span>

Çözelti ya da solüsyon, iki ya da daha fazla maddenin herhangi bir oranda bir araya gelerek oluşturdukları homojen karışımdır.

<span class="mw-page-title-main">Gayzer</span>

Gayzer kesintili bir biçimde sıcak su ya da sıcak buhar fışkırtan, kükürt yayan kaynarca.

<span class="mw-page-title-main">Buğu</span> suyun 100 derecede kaynatıldıktan sonraki halidir

Buğu, istim veya islim ; fizik, kimya ve mühendislikte, buharlaşmış suyu ifade eder. 100 santigrat derece civarındaki sıcaklıkta ve standart atmosferik basınçtaki buhar, saftır, saydam gaz haldedir ve sıvı haldeki sudan 1600 kat daha hacimlidir. Buhar doğal olarak suyun kaynama noktasından daha sıcaktır. Daha yüksek sıcaklıklardaki buhara genelde kızdırılmış buhar denir.

<span class="mw-page-title-main">Su buharı</span> suyun gaz fazı

Su buharı, normal şartlar altında sıvı hâlde bulunan suyun gaz hâlidir. Su, her sıcaklıkta buharlaşabildiği için havada her zaman su buharı bulunur. Buharlaşma su yüzeyinden meydana gelir. Suyun su buharı hâline gelmesine buharlaşma denir. Su buharının tekrar su hâline geçmesine de yoğunlaşma denir. Atmosferde bulunan su buharı ani yoğunlaşmalar yaşarsa yağmur yağar, yoğunlaşma ortamı aniden ve aşırı soğursa su buharı direkt yoğunlaşma olmadan katı hâle geçer. Buna da kırağılaşma denir.

<span class="mw-page-title-main">Çiy</span>

Çiy, havadaki su buharının soğuk bir yüzey üzerinde sıvı hale geçmesi sonucu oluşan su damlacıkları. Atmosferik sınır tabakadaki hava parselinin aktüel buhar basıncının, yüzeyin sıcaklığına ait doymuş buhar basıncından daha yüksek olması sonucu, havadaki su buharının soğuk bir yüzey üzerinde yoğunlaşarak sıvı faza geçmesidir. Bahar aylarında bulutsuz gecelerde gerçekleşen radyasyon kaybı, yeryüzeyine temas eden ince bir hava tabakasında fazlaca soğumaya neden olur ve çiy de genellikle bu durumda -nem, sıcaklık ve basınç koşulları da uygunsa- gerçekleşir. Yer/cisim sıcaklığı donma seviyesinin altında ise, çiy yerine kırağı gerçekleşir. Çiy, meteoroloji biliminde yağış kategorisine girmez. Hatta klimatolojik rasat cetvellerinde meteorolojik hadise değil, müşahede olarak rapor edilir.

<span class="mw-page-title-main">Düdüklü tencere</span> yemekleri hızlı pişirmek için buhar gücünden yararlanan tencere

Düdüklü tencere, yemekleri hızlı pişirmek için buhar ve yüksek basınç yararlanma prensibi ile çalışan tencere. Basınçla suyun kaynama derecesi arasındaki ilişkiden hareketle ortaya çıkmıştır. Düdüklü tencere yemekleri yüksek sıcaklıkta ve tamamen kapalı hâlde pişirdiğinden, yemeklerin pişme süresini en aza indiren, subap ile belirli bir kaynama noktasına ayarlanmış tenceredir. Düdüklü tencerelerde patlama tehlikesine karşı, basınca, dolayısıyla pişme derecesine göre ayarlanabilen bu subap, basınç artınca düdük hava kaçırarak tencerenin patlamasına engel olur. Düdüklü tencere ismini de bu nedenle almıştır.

Kaynama, sıvının buhar basıncının dış basınca eşit olduğunda, sıvının her yerinden gaz kabarcıklarının çıkması. Saf maddelerin sabit atmosfer basıncı altında kaynama noktası sabittir. Kaynama süresi boyunca maddenin sıcaklığı değişmez. Sıvı bir maddenin içine uçucu olmayan bir çözünen eklenirse çözeltinin kaynama noktası yükselir. Çözünen madde miktarı arttıkça kaynama noktası yükselecektir. Aynı ortamdaki bütün sıvıların kaynama anındaki buhar basınçları eşittir, ancak maddelerin kaynama sıcaklığı maddenin cinsine, saflığına ve ortamın dış basıncına bağlıdır. Kaynama sıcaklığı maddeler için ayırt edici bir özelliktir.

Ultrasonik Temizleme, yüksek frekanslı ses dalgalarının sıvı dolu bir tankın içerisine uygulanması ile tank içindeki malzemenin kirlerinden arındırılması işlemidir. Ultrasonik enerjisi ‘kavitasyon’ adı verilen etkiyi açığa çıkararak temizliğin gerçekleşmesini sağlar. Temizleme işlemi genellikle su içinde yapılır. Temizlenecek malzemenin niteliğine ve kirlilik derecesine bağlı olarak çeşitli kimyasal maddeler suya ilave edilerek temizliğin etkinliği artırılır. Çok sayıda kullanım alanı olan bu temizleme yöntemini gerçekleştirmek için çeşitli tip ve boyutta cihazlar üretilmektedir.

Gaz kabarcığı hastalığı, akvaryum balıklarında, genellikle akvaryum suyu içerisindeki oksijen miktarının fazlalaşmasından kaynaklandığı düşünülen bir tür gaz hastalığıdır. Ancak bu durum genellikle akvaryum tankının azot gazına fazla doymasıyla gerçekleşir.

<span class="mw-page-title-main">Yoğunlaşma</span>

Yoğunlaşma veya yoğuşma, maddenin fiziksel halinin gaz fazından sıvı faza değişimi ve buharlaşmanın tersidir. En sık su döngüsü anlamında kullanılır. Atmosfer içinde bir sıvı veya katı bir yüzey veya Yoğunlaşma bulutu ile temas ettiğinde, su buharının sıvı suya değişmesi olarak da tanımlanabilir. Doğrudan gaz fazdan katı faza geçiş gerçekleştiğinde, değişime kırağılaşma denir.

<span class="mw-page-title-main">Faz (madde)</span> Fiziksel bilimlerde, bir faz bir malzemenin fiziksel özelliklerini esas olarak eşit bir şekilde madde boyunca dağılan bir sistemdir. Fiziksel özelliklerinin örneklerinden üç tanesi, yoğunluk içermesi , mıknatıslanma ve kimyasal bileşimi inde

Fiziksel bilimlerde faz; bir malzemenin fiziksel özelliklerinin her noktasında aynı olduğu bölgedir/alandır. Fiziksel özelliklerinin örneklerinden üç tanesi, yoğunluk içermesi, mıknatıslanma ve kimyasal bileşimi indeksi. Basit bir açıklama ile bir faz fiziksel olarak ayrı, kimyasal olarak yeknesak ve (genellikle) mekanik ayrılabilir malzemeli bir bölge olmasıdır. Bir cam kavanoz buz ve sudan oluşan bir sistemde, buz küpleri birinci faz, su ikinci faz ve suyun üstünde bulunan nem ise üçüncü fazdır. Cam kavanoz ise başka bir ayrı aşamasıdır. Faz terimi bazen maddenin hali olarak eş anlamlı bir şekilde kullanılabilir. Ancak bir maddenin aynı halde çok sayıda karışmayan fazı olabilir. Ayrıca, faz terimi bazen bir faz diyagramı için üzerinde sınır ile basınç ve sıcaklık gibi durum değişkenler açısından sınırı çizilmiş denge durumunda bir dizi oluşturmak için kullanılır. Faz sınırları gibi katı veya başka bir kristal yapısından daha ince değişikliğine sıvıdan bir değişiklik olarak maddenin organizasyon değişiklikleriyle ilgili olduğundan bu son kullanım durumuna eş anlamlısı olarak "faz" kullanımına benzer. Ancak, madde ve faz diyagramı kullanımların hali yukarıda verilen ve amaçlanan anlam terim kullanıldığı bağlamdan kısmen tespit edilmelidir resmi tanımı ile orantılı değildir. Fazın çeşitleri Farklı fazlar, gaz, sıvı, katı, plazma veya Bose-Einstein yoğuşma ürünü olarak maddenin farklı durumlar olarak tarif edilebilir. Maddenin katı ve sıvı formda diğer haller arasındaki faydalı mezofazlar.

<span class="mw-page-title-main">Leidenfrost etkisi</span> fiziksel fenomen

Leidenfrost etkisi, 1756 yılında Alman bilim adamı Johann Gottlob Leidenfrost tarafından keşfedilen ve A Tract About Some Qualities of Common Water kitabında konu edindiği, sıvıların yüzeyleri ile temas ettiklerinde oluşan ve sıvının hızlı buharlaşması sonucu yüzeyde bir buhar tabakası oluşmasına neden olan fiziksel bir fenomendir. Bu buhar tabakası, sıvının yüzeyinde oluşan bir yalıtkan tabaka görevi görür ve bu sayede sıvının yüzeyine dokunulduğunda, sıvı damlacıklarının hoplayarak hareket etmesine ve hatta bazen buharlaşarak tamamen kaybolmasına neden olur. Bu etki, sıvıların yüzeylerindeki buharlaşma hızı ile sıvının sıcaklığı, yüzey gerilimi ve çevresel koşullar gibi faktörlerden etkilenir.

<span class="mw-page-title-main">Radyasyon hasarı</span>

Radyasyon hasarı, iyonlaştırıcı radyasyonun fiziksel nesneler üzerindeki etkisidir. Radyobiyoloji, iyonlaştırıcı radyasyonun ve radyasyonun insan sağlığına etkileri de dahil olmak üzere canlılar üzerindeki etkisini araştıran bilim dalıdır.

Boşluk suyu basıncı, bir toprak veya kaya içinde, boşluklar arasındaki boşluklarda tutulan yeraltı suyunun basıncını ifade eder. Yeraltı suyunun serbest su seviyesinin altındaki boşluk suyu basınçları piezometreler ile ölçülür. Akiferlerdeki dikey boşluk suyu basınç dağılımının genellikle hidrostatiğe yakın olduğu varsayılabilir.

<span class="mw-page-title-main">Kabarcık (fizik)</span> genellikle sıvı başka bir maddenin içinde bulunan gaz kürecik

Bir kabarcık, genellikle sıvı başka bir maddenin içinde bulunan gaz küreciktir. Marangoni etkisi nedeniyle, kabarcıklar sürükleyici maddenin yüzeyine ulaştıklarında bozulmadan kalabilirler.

Kavitasyon sayısı olarak adlandırılabilecek üç boyutsuz sayı mevcuttur: hidrodinamik kavitasyon durumları için kavitasyon sayısı, pompalarda kavitasyon için Thoma sayısı ve ultrasonik kavitasyon için Garcia-Atance sayısı.