Kavitationszahl

Kavitationszahl

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Die Kavitationszahl (Formelzeichen: $ \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. Die Definition der Kavitationszahl ist:

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

mit

  • der Dichte $ \rho $ des ungestörten Fluids
  • dem Druck $ p $ in der ungestörten Strömung
  • dem Dampfdruck des Fluids $ p_{v} $ und
  • der Strömungsgeschwindigkeit $ U $.

Der Nenner stellt den dynamischen Druck der Strömung dar. Im Zähler steht die Druckdifferenz, die beim theoretisch zu erwartenden Einsetzen der Kavitation gleich null wird.

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 $ \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_{v} $ verschoben wird.

Quellen

en:Cavitation number