Kavitationszahl

Physikalische Kennzahl

Name

Kavitationszahl

σ

Dimension

dimensionslos

Definition

σ = \frac{p - p_{v}}{\frac{1}{2} ρ U^{2}}

$ρ$	Dichte des Fluids
$p$	statischer Druck
$p_{v}$	Dampfdruck
$U$	Strömungsgeschwindigkeit

Die Kavitationszahl $σ$ 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:

σ = \frac{p - p_{v}}{\frac{1}{2} ρ U^{2}}

mit

dem Druck $p$ in der ungestörten Strömung
dem Dampfdruck $p_{v}$ des Fluids
der Dichte $ρ$ des ungestörten Fluids
der Strömungsgeschwindigkeit $U$ .

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 $p$ des Fluids soweit sinkt, dass er kleiner oder gleich dem Dampfdruck $p_{v}$ des Fluids ist, geht das Fluid in die Gasphase über – es kavitiert; bei $σ \leq 0$ 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 $p_{v}$ verschoben wird.

Quellen

A. Keller, R. Huber, Maßstabsgesetze bei Kavitation, TU München (Memento vom 20. November 2004 im Internet Archive)

Einzelnachweise

↑ 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

[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).

[1]