Cavitació
 |
Aquest article o secció necessita l'atenció d'un expert en la matèria. |
La cavitació (del llatí cavus: "forat") o aspiració en el buit, és un fenomen de creixement de bombolles dins l'aigua o un altre fluid, 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.
Origen de la depressió[modifica]
La depressió pot tenir dos orígens diferents:
- Per un pas de líquid a alta velocitat (en una bomba hidràulica, en una 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]
Bomba centrífuga destruïda per la cavitació
Detall de desgast per cavitació d'un impulsor
Detall de desgast per cavitació d'un impulsor
Part d'una bomba oleohidràulica destruïda per la cavitació.
Prevenció[modifica]
En el disseny de la maquinària s'introdueix un paràmetre de cavitació que és adimensional
Supercavitació[modifica]
Es fa 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]
Alguns crancs tropicals tenen una de les seves pinces més grossa que les altres.[1] Quan tanca la pinça més grossa es forma una bombolla de cavitació hidrodinàmica, que implota i emet una ona de xoc que fa aparèixer 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]
- ↑ (anglès) Article de la Universitat de Twente Arxivat 2005-03-13 a Wayback Machine.
- ↑ Segons un article de la revista científica (anglès) Science Magazine
Enllaços externs[modifica]
 |
A Wikimedia Commons hi ha contingut multimèdia relatiu a: Cavitació |
- (francès) Ultrasons i fluids Arxivat 2005-10-12 a Wayback Machine.
- (anglès) Cavitation and bubble dynamics Arxivat 2008-08-20 a Wayback Machine. – Obra de C.E. Brennen (1995)
- (anglès) Bombolla de cavitació a l'interior d'una gota: Collapse, Jets, Choque Arxivat 2017-09-25 a Wayback Machine.