Kavitationszahl

Kavitationszahl

Physikalische Kennzahl
Name Kavitationszahl
Formelzeichen $ \sigma $
Dimension dimensionslos
Definition $ \sigma ={\frac {p-p_{\text{v}}}{{\frac {1}{2}}\rho U^{2}}} $
$ \rho $ Dichte des Fluids
$ p $ statischer Druck
$ p_{\text{v}} $ Dampfdruck
$ U $ Strömungsgeschwindigkeit

Die Kavitationszahl $ \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:

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

mit

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 $ p $ des Fluids soweit sinkt, dass er kleiner oder gleich dem Dampfdruck $ p_{\text{v}} $ des Fluids ist, geht das Fluid in die Gasphase über – es kavitiert; bei $ \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 $ p_{\text{v}} $ verschoben wird.

Quellen

Einzelnachweise

  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).

en:Cavitation number