Kavitationszahl
Physikalische Kennzahl | |
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Name | Kavitationszahl |
Formelzeichen | {\displaystyle \sigma } |
Dimension | dimensionslos |
Definition | {\displaystyle \sigma ={\frac {p-p_{\text{v}}}{{\frac {1}{2}}\rho U^{2}}}} |
{\displaystyle \rho }
Dichte des Fluids
{\displaystyle p}
statischer Druck
{\displaystyle p_{\text{v}}}
Dampfdruck
{\displaystyle U}
Strömungsgeschwindigkeit
|
Die Kavitationszahl {\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}}}}
mit
- dem Druck {\displaystyle p} in der ungestörten Strömung
- dem Dampfdruck {\displaystyle p_{\text{v}}} des Fluids
- der Dichte {\displaystyle \rho } des ungestörten Fluids
- der Strömungsgeschwindigkeit {\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} des Fluids soweit sinkt, dass er kleiner oder gleich dem Dampfdruck {\displaystyle p_{\text{v}}} des Fluids ist, geht das Fluid in die Gasphase über – es kavitiert; bei {\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}}} verschoben wird.
Quellen
[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten ]- A. Keller, R. Huber, Maßstabsgesetze bei Kavitation, TU München (Memento vom 20. November 2004 im Internet Archive )
Einzelnachweise
[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten ]- ↑ Heinz M. Hiersig (Hrsg.): Lexikon Ingenieurwissen-Grundlagen. Springer Verlag, 2013, ISBN 978-3-642-95765-9, S. 371 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche).