Cavitació

De Viquipèdia
Dreceres ràpides: navegació, cerca

La cavitació (del llatí cavus: "forat") o aspiració en el buit, és un fenomen de creixement de bombolles dins l'aigua o un altre fluïd, seguit d'una depressió que les fa implotar.

La cavitació té molta importància en vaixells i maquinària en general; cal evitar-la, ja que desgasta les peces. En la natura és un dels factors de l'erosió.

En la cavitació hi ha la formació i oscil·lació radial de bombolles de gas o de vapor dins un líquid sotmès a una depressió. Si aquesta depressió és prou elevada, la pressió pot ser inferior a la pressió de vapor saturant, i es pot formar una bombolla de vapor.

La cavitació s'esdevé quan un fluid en estat líquid passa a gran velocitat per una aresta esmolada produint una descompressió del fluid. Pot passar que es formin bombolles que viatgen a zones de pressió més gran i imploten (el vapor torna a l'estat líquid de manera sobtada, «axafant-se» les bombolles de manera brusca) produint una estela de gas i arrencant metall de la superfície d'una maquinària.

El fenomen va acompanyat de soroll i vibracions.

Diagrama PT de l'aigua en cavitació

Origen de la depressió[modifica | modifica el codi]

Cavitacio feta experimentalment per un hèlix dins un túnel d'aigua.

La depressió pot tenir dos orígens diferents:

  • Per un pas de líquid a alta velocitat (en una bomba hidràulica, en un hèlix en vaixell o en un submarí etc) Segons el teorema de Bernoulli ). a una alta velocitat li correspon una pressió feble. En aquest cas es parla de cavitació hidrodinàmica descoberta el 1917 per Lord Rayleigh. Aleshores hi ha un seguit de bombolles i per l'aparició d'una capa de vapor enganxada a una pala de l'hèlix allà on la depressió és més forta.
  • Pot estar lligada a les variacions de densitat d'un líquid sotmès a una ona acústica, en general d'ultrasons. Aleshores es parla de cavitació acústica.

Galeria[modifica | modifica el codi]

Prevenció[modifica | modifica el codi]

En el disseny de la maquinària s'introdueix un paràmetre de cavitació que és adimensional

Supercavitació[modifica | modifica el codi]

Es fer servir la cavitació per crear una gran bombolla de gas a l'interior d'un líquid cosa que permet a un objecte viatjar a gran velocitat en el líquid en estar envoltat de la bombolla. Serveix entre altres coses per a torpedes.

Ús de la cavitació a la natura[modifica | modifica el codi]

Alguns crancs tropicals tenen una de les seves pinces més gran que les altres.[1] Quan tanca la pinça més gran es forma una bombolla de cavitació hidrodinàmica, que implota i emet una ona de xoc que fa aparéixer el plàncton.,[2] abans es pensava que era el soroll produït pel tancament de la pinça el que feia l'efecte.

En els rius i torrents també hi ha el fenomen de la cavitació

La cavitació es presenta en les plantes vasculars en el xilema. Les bombolles d'aire trenquen la continuïtat de la columna d'aigua i de sobte les fulles no són hidratades. Algunes plantes poden morir si es repeteix diverses vegades la cavitació.

Referències[modifica | modifica el codi]

  1. (anglès) Article de la Universitat de Twente
  2. Segons un article de la revista científica (anglès) Science Magazine

Enllaços externs[modifica | modifica el codi]

A Wikimedia Commons hi ha contingut multimèdia relatiu a: Cavitació Modifica l'enllaç a Wikidata