کاویتاسیون

توضیحات

دلایل و تأثیرات پدیده‌ی کاویتاسیون یکی از مباحث پر اهمیت در درس‌های مکانیک سیالات است. کاویتاسیون می‌تواند سبب تخریب ماشین‌ها و سیستم‌های هیدرولیک شود. به پدیده‌ی تشکیل حباب‌های بخار درون سیال در حال جریان، به دلیل فشار پایین در یک ناحیه، کاویتاسیون گفته می‌شود. آنگاه که سرعت جریان افزایش یابد، فشار استاتیکی سیال تا مقدار فشار بخار سیال افت پیدا می‌کند و سبب تشکیل حباب‌های بخار می‌شود. این حباب‌ها توسط جریان سیال حمل می‌شوند، و اگر فشار استاتیکی با کاهش سرعت، بالا رود و از فشار بخار سیال بیشتر شود، منفجر می‌شود.

دستگاه کاویتاسیون، برای بیان پدیده‌ی کاویتاسیون به کمک نازل ونتوری، بسیار مناسب است. در نازل ونتوری ابتدا انرژی فشاری به انرژی سینتیکی تبدیل شده و سپس برعکس، یعنی انرژی سینتیکی به انرژی فشاری تبدیل می‌شود. حباب‌های بخار در باریک‌ترین ناحیه‌ی نازل (کمترین سطح مقطع) تشکیل می‌شوند. رخ دادن کاویتاسیون در ونتوری به راحتی به وسیله‌ی پوشش شفاف قرار گرفته حول ونتوری قابل مشاهده است. دبی جریان و فشار ونتوری به وسیله‌ی روتامتر و گیج‌های مربوطه نمایش داده می‌شوند.

اهداف آموزشی:

  • کاربرد نازل ونتوری
  • بررسی تابعیت فشار از دبی جریان
  • پدیده‌ی کاویتاسیون در دبی‌ها و فشارهای مختلف

اجزای اصلی دستگاه:

  • مخزن آب
  • پمپ
  • شیر کنترل جریان
  • روتامتر
  • نازل ونتوری