[공학,기술] 캐비테이션cavitation(공동현상)에 관해서

Cavitation
정의
-유체 속에서 압력이 낮은 곳이 생기면 물 속에 포함되어 있는 기체가 물에서 빠져나와 압력이 낮은 곳에 모이는데, 이로 인해 물이 없는 빈공간이 생긴 것을 가리킨다.
추진기 따위의 뒷 부분의 정압이 물의 증기압보다 낮아져서 생기는 수증기의 거품 또는 그런 현상 . 추진기의 효율을 떨어뜨리거나 추진기의 파괴의 원인이 된다.
원인

1) cavitation은 주로 원심 펌프, 수력 터빈, 해상용 프로펠러에서 주로 발생한다.

선박의 프로펠러를 예로 들자면, 프로펠러가 엔진에 의해 회전하면 물은 뒤로 밀어내게 되고 그 반작용으로 추진력이 생겨 선박을 움직이게 한다.
프로펠러는 여러 개의 날(blade)를 가지고 있으며 이 날들은 회전면과 각을 갖고 있어, 프로펠러가 회전하면 날의 한쪽 면은 물을 뒤로 내밀고 반대면은 앞쪽의 물을 빨아들이게 된다.
물을 밀어내는 날개면은 압력이 높아지고, 빨아들이는 쪽은 낮은 압력이 되어 흡입력을 받게 된다. 이러한 이유에 프로펠러가 회전하면 날의 압력 차이가 발생하고 전진 방향으로 힘을 받게 되어 추진력이 생기게 된다.
그러나 고속회…(생략)

2) 액체 속을 고속으로 움직이는 물체의 표면은 액압(液壓)이 저하하는데, 이를 `베르누이의 정리`라고 한다. 액체의 포화증기압보다 낮아진 범위에서 증기가 발생하거나 액체 속에 녹아 있던 기체가 나와서 공동을 이룬다.

3) 액체에서 아주 작은 기포에 대해 반경으로 작용하는 표면장력 효과를 극복하려면 매우 큰 유체의 힘이 필요하다.

(1)부분적으로 공동현상이 발생하는 수중익

(2) 끝단와류 공동현상/부분적으로 공동현상이 발생하는 프로펠러