Kavitationszahl

Die Kavitationszahl ${\displaystyle \sigma }${\displaystyle \sigma } ist eine dimensionslose Kennzahl aus der Ähnlichkeitstheorie und wird zur Beschreibung von Fluiden in der Strömungsmechanik verwendet. Sie ist ähnlich aufgebaut wie die Euler-Zahl. Die Kavitationszahl gibt ein Maß dafür, wann das Fluid kavitiert. Ihre Definition lautet:

${\displaystyle \sigma ={\frac {p-p_{\text{v}}}{{\frac {1}{2}}\rho U^{2}}}}${\displaystyle \sigma ={\frac {p-p_{\text{v}}}{{\frac {1}{2}}\rho U^{2}}}}

mit

• dem Druck ${\displaystyle p}${\displaystyle p} in der ungestörten Strömung
• dem Dampfdruck ${\displaystyle p_{\text{v}}}${\displaystyle p_{\text{v}}} des Fluids
• der Dichte ${\displaystyle \rho }${\displaystyle \rho } des ungestörten Fluids
• der Strömungsgeschwindigkeit ${\displaystyle U}${\displaystyle U}.

Im Zähler steht die Druckdifferenz, die beim theoretisch zu erwartenden Einsetzen der Kavitation gleich null wird. Der Nenner stellt den dynamischen Druck der Strömung dar.^[1]

Wenn der Druck ${\displaystyle p}${\displaystyle p} des Fluids soweit sinkt, dass er kleiner oder gleich dem Dampfdruck ${\displaystyle p_{\text{v}}}${\displaystyle p_{\text{v}}} des Fluids ist, geht das Fluid in die Gasphase über – es kavitiert; bei ${\displaystyle \sigma \leq 0}${\displaystyle \sigma \leq 0} tritt also theoretisch Kavitation auf. In realen Fluiden können Fremdpartikel und andere bei der Idealisierung nicht berücksichtigte Eigenschaften dazu führen, dass die Kavitation zu einem anderen Druck als ${\displaystyle p_{\text{v}}}${\displaystyle p_{\text{v}}} verschoben wird.

• A. Keller, R. Huber, Maßstabsgesetze bei Kavitation, TU München (Memento vom 20. November 2004 im Internet Archive )

1. ↑ Heinz M. Hiersig (Hrsg.): Lexikon Ingenieurwissen-Grundlagen. Springer Verlag, 2013, ISBN 978-3-642-95765-9, S. 371 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche). 

• Kennzahl (Strömungsmechanik)