Kavitasyon Nedir, Nasıl Oluşur?

  • Konbuyu başlatan binbaşı
  • Başlangıç tarihi

binbaşı

Onursal Üye
Onursal Üye
Katılım
1 Eyl 2011
Mesajlar
5,658
Puanları
3,258
Konum
BURSA
t12hd.jpg

t12r9.png


t14t9.jpg


KAVİTASYON


Kavitasyon bir sıvı içerisinde,sıvı üzerine etki eden kuvvetler sonucunda,küçük,sıvı içermeyen bazı özel bölgelerin (Boşlukların veya kabarcıkların) oluşmasıdır.Bir sıvının hızlı değişiklere maruz kalması,basıncı sıvı basıncından nispeten daha düşük olan bu özel bölgelerinin oluşumuna neden olur.Sıvının yüksek basıncına maruz kalındığında bu boşluklar şiddetle içeriye çekilip patlayabilir ve bir şok dalgası da oluşturabilirler.

Kavitasyon,bazı mühendislik uygulamalarında aşınmanın en önemli bir nedeni olarak karşımıza çıkabilmektedir.Metal yüzeylere yakın,birbiri ardına gelen ve tekrarlayan bu boşlukların içeri çekip patlaması,yüzeylerde yinelenen gerilimlerin (Stres) sonucunda,bir tür metal yüzey yorgunluğu (Metal yorulması olayı) olarak ortaya çıkabilir.Bu türden tüm olayların peşi sıra malzeme üzerinde yıpratıcı,aşındırıcı etkiler ortaya çıkabildiği olayların bütününe biz “kavitasyon” diyoruz.

Bu türden olan aşınmaların en yaygın örnekleri,su içinde dönen pervanelerin (Uskur) kanatlarının helisel (Vidalı,burgulu tarzda) öne doğru çok hızlı dönerken,bir su basıncını oluşturması esnasında ortaya çıkabilir.

Kavitasyon davranışı itibariyle de genellikle ikiye ayrılmaktadır;

1-Ataletsel (Geçici) kavitasyon,
2- Eylemsiz kavitasyon.

Ataletsel kavitasyon;bir sıvı içindeki boşluk veya kabarcıkların hızla bir şok dalgası üreterek çökmesi sürecidir.Ataletsel kavitasyon doğada bazı karides çeşitlerinde veya bazı bitkilerin vasküler dokularında oluşup bunları aşındırır.Kontrollü Vanalar,pompalar,pervane ve çarklar gibi insan yapımı nesnelerde yine oluşabilmektedir.

Eylemsiz kavitasyon ise;verilen enerji ile bir sıvı içinde boşluk ve kabarcık oluşturması (Kkendiliğinde oluşmaz bunun oluşma enerjisini biz vermiş oluruz) yoluyla da bir akustik alan meydana getirmesi nedeniyle de uygulanma sahası vardır.Ultrasonik temizleme banyoları şeklinde pompalarda,pervanelerde sıklıkla da uygulanarak kullanılmaktadır.

Boşlukların çökmesi ile oluşan şok dalgaları,hareketli parçalar için önemli hasara neden olacak kadar güçlü olduğu için, kavitasyon genellikle istenmeyen bir olgudur.Türbinler veya pervaneler gibi makina parçalarının tasarımında,özellikle akışkanlar dinamiği dalında bu çok önemli olduğundan,mutlaka da kaçınılması gereken bir olgudur.Süperkavitasyon (Sıvı içinde hızla giden bir mermi,torpido,vb.cidarında oluşan kavitasyon,sıvı sürtünmesini iyice azalttığından bunların sıvı içindeki kolay hareketin) sağlandığı bazı özel durumlarda ise yararlıdır.

Kavitasyon sıvı içinde oluşan kabarcıkların sıvı basıncıyla patlaması ile oluştuğunda,oluşan boşluğun düşük basıncında sıvı buhar oluşturmasına rağmen,bu boşluktaki basınç tam bir vakum değildir.Mükemmel bir vakum,nispeten düşük olan bir gaz basıncına sahiptir.Bir sıvı içinde kabarcığı çevreleyen ortamın yüksek basıncıyla bu kabarcık çöker ve bir alçak basınç bölgesi oluşarak bir kavitasyon meydana gelir.Kabarcığın çökmesiyle içindeki buharın sıcaklığı ve basıncı artar.Orijinal boyutta olan balonun önemli bir kısmının çökmesi ve buharlaşmanın oluşmasıyla,sıvı içinde belirli noktalara uygulanan gaz ve ışık şeklinde bir enerji aktarımı söz konusu olur.Buhar içindeki sıcaklık bikaç bin Kelvin,basınç da birkaç yüz atmosfer basıncı olduğunda bu kabarcığın toplam çöküşü de tam bu noktada olur.

Ataletsel kavitasyon bir akustik alanın varlığında meydana gelebilir.Genel olarak sıvı içinde asılı duran mikroskopik gaz kabarcıkları,uygulanan akustik bir alanla salınmaya zorlanır.If the acoustic intensity is sufficiently high, the bubbles will first grow in size and then rapidly collapse. Akustik yoğunluk yeterince yüksek ise, ilk kabarcıkların boyutu büyür ve daha sonra hızlı bir şekilde çöker.

Kavitasyon kaynama üzerine kurulu olan fiziksel bir sürece de benzer.Termodinamik olarak buhar oluşumundan en önemli farkı ise,ikisi arasındaki en büyük fark,bu oluşma şekillerinin değişik olmasıdır.Sıvının üzerinde yerel (Kısmi) bir ortam basıncı ve yeterli enerji de olduğunda,bu sıvı faz değiştirerak sıvı halden gaz haline kolayca da dönüşür.Belirli bir sıcaklıkta sıvı moleküllerini sıvı olarak tutan bu çekim gücü,doymuş buhar basıncının üzerine çıktığında,bir başka deyişle de,sıvının kendi moleküllerini çekim gücü,sıcaklık nedeniyle de iyice zayıfladığında alçak basınçta bir kavitasyon oluşmuş oluyor.

Genellikle bu kavitasyonun meydana gelebilmesi için,kabarcıkları çevreleyen yüzey üzerinde bir çekirdek oluşması gerekebilir.Bu yüzey kabın içindeki sıvıdaki yanancı maddeler veya sıvı içinde çözünmemiş mikro kabarcıklarla iki yoldan da sağlanabilir.Önceden mevcut olan bu kabarcıklar “Blake eşiği” diye de adlandırılan bir eşik basıncının altında bir basınca maruz kaldığında,sınırsız büyümeye başlar. Buhar basıncı %100’den daha az değerli bir doygunluğu ifade eder ki,bu meteorolojik tanım olarak atmosferdeki hava basıncı ile suyun kısmi buhar basıncından burada tamamen farklıdır.Kavitasyon buhar basıncının denge koşullarındaki konusu ile ilgili olarak buhar basıncı anlamına gelir ve bu nedenle daha doğru olarak bir denge (Ya da doymuş) buhar basıncı olarak tanımlanabilir.

Eylemsiz kavitasyon bir sıvı içinde akustik bir alanın yoğunluğunda bu sıvı içindeki kabarcıkların çökmesine neden olarak salınıma zorlayan bir süreçtir.Bu türden bir eylemsiz kavitasyon ise daha az aşınmaya neden olur ve hassas malzemelerin temizlenmesi için kullanılan bir metot olma özelliğnii taşır.

Hidrodinamik Kavitasyon: Bir sıvı içinde kabarcıkların oluşması,bu sıvı içinde basıncın artması sobucu bu kabarcıkların bölünerek alçak basınçta bir buharlaşmadan oluşmaktadır.Boru sistemlerinde ise borunun çapının daraltılaması veya boru boyunun uzatılması nedeniyle,tipik olarak kinetike nerjinin de artmasıyla,bazı bölgelerde kısmen ortaya çıkar.Hidrodinamik kavitasyon,belirli bir hızda olan bir sıvı ile ya da bir nesnenin mekanik dönüşü ile,dar bir kanal üzerinden bir sıvının geçirilmesiyle elde edilebilir.Dar bir kanal ve sistemin belirli bir yerindeki kısmi bir daralması (Ya da tek olan) geometrisine göre olan özel durumunda, basınç ve kinetik enerjinin ortak kombinasyonuyla,yüksek enerjili kavitasyon kabarcıkları üretilmesi,hidrodinamik kavitasyonda iş parçaları üzerinde aşınma oyuklarını oluşturabilir.

Kavitasyon kontrol edilmediği zamanlarda parçalara zarar verir,ancak kavitasyonun akışını tam olarak da kontrol edebilirsek zararını ancak o şekilde tam olarak önlemiş oluruz.Kabarcık oluşma sürecinde,çok yüksek enerji yoğunluğuyla bu kabarcıkların basınç altında çökmesi sonucu oluşan çok yüksek sıcaklık ve çok yüksek basınçlar bu parçalara zarar vermektedir.Menfez ve venturi kavitasyon oluşturmak için yaygın olarak da kullanılmaktadır.Bir venturi borusundaki daralan boğaz kısmında,hız artması kendiliğinden oluşurken,bunun pürüzsüz ayrılan ve birleşen bölümleri,venturide yer alan delik doğal bir avantaja da sahiptir.

Alıntıdır.Kaynak :

Cavitation - Wikipedia, the free encyclopedia
 

Halil70

Üye
Katılım
24 Kas 2016
Mesajlar
6
Puanları
1
Yaş
40
Hidrodinamik kavitasyon yöntemi ile sıvıyı yoğunlaştırmak mümkünmüdür
 
Konu Sah
binbaşı

binbaşı

Onursal Üye
Onursal Üye
Katılım
1 Eyl 2011
Mesajlar
5,658
Puanları
3,258
Konum
BURSA
Merhaba. Hidrodinamik Kavitasyon,suyun Bernoulli Prensibi (ilkesine) göre hızının artarken ters orantıda basıncının hızla düşmesiyle, akışkan olarak bir suyun kullanıldığı Hidrodinamik bazlı sistemlerde, alçak basınçlarda önce buhar fazında (kabarcıkların) buhar olarak oluşup sonrasında suyun hidrolik basıncıyla bu kabarcıkların tekrar yoğunlaşıp patlaması hiç istenmeyen ve metal yüzeylerini aşındırıcı olan olaylardır ve bunlar buharlaşma-yoğunlaşma fazı şeklinde,bu sıvı içinde ayni anda oluşmuş olur.Yani ayni anda hem buharlaşma hem yoğunlaşma fazı içe içe geçen hadiseler şeklindedir,bir türbinin veya bir pompanın fan kanatlarının yüzeyinde.

Ama örneğin suyun uygulanan bir ısı etkisiyle (Ocakta açık kapta,tencerede su kaynatılması gibi) atmosfer basıncını yenip kaynadıktan ve buhar fazına geçtikten sonra,soğuk fayans yüzeyinde veya bir imbikte bu buharın yoğunlaşarak tekrar su haline dönmesinde veya belli sıcaklıkta üzerindeki ek atmosfer+buhar basıncıyla,kaynama sıcaklığı 120-130 derecelere yükselen düdüklü tencere sıcaklığıyla,bu yemekleri daha kısa sürede pişiren düdüklü bir tencerenin kapağı hiç açılmadan musluk altında direk suyla soğutulmasında,üzerindeki basınçlı buharın yoğunlaşıp bu kaybolan hacmin vakuma dönüşmesiyle,ocaktan bir ısı gelmediği halde kaynamanın,oluşan bu vakum altında yine benzer olarak sürmesinde ayni anda buharlaşma ve yoğunlaşmanın bu tencereye zarar veremediği,ancak oldukça ince bir yağ tenekesinin içindeki çok az suyla,ağzı kapalı olarak ısıtılıp aniden dıştan suyla soğutulmasında,dış atmosfer basıncının yüksekliğiyle içe çökmesindeki gibi,sırf malzeme dayanıksızlığı yüzünden oluşan bazı hasarları ise kaçınılmaz olacaktır.

Türbin,pompalarda basınç düşümüyle ilgili olarak bazı özel kıstaslar (Önlemler) sürekli göz önüne alınmazsa oldukça aşındırıcı ve zararlı, yukarıdaki bazı örneklerdeki gibi malzeme dayanımı yeterliyse zararsız olabilen “Hidrodinamik Kavitasyon” ; teknolojide su arıtma sistemlerinde “Hidrodinamik Kavitasyon Su Arıtma Makinesi” şeklinde, oldukça faydalı olan bir uygulama alanını yeni yeni bulmakta.Kolay gelsin.

https://turkish.alibaba.com/product...tation-water-treatment-machine-127135592.html
 

Halil70

Üye
Katılım
24 Kas 2016
Mesajlar
6
Puanları
1
Yaş
40
Cevabınız için teşekkür ederim ama benim öğtenmek istediğim yoğunlaştırmak istediğimiz sıvı içinde canlı mikro organizmalar var ve 45 derece sıcaklık la kavitasyon işlemini yapmamız ve içindeki sıvıyı pekmez kıvamına getirmemiz gerekiyor bunu bir kazan sisteminde nasıl yapabilirim bunun türkiyede bir örneği yok ama yurtdışında yapan firmalar var

6A272787-BC1A-4FD6-95F4-64E4EA123138-2960-000001DEB8F7C329_tmp.jpg

Böyle birşey bizim işimizi görürmü
 
Katılım
9 Ağu 2020
Mesajlar
95
Puanları
3
Peki bu kavitasyonu ısıtıcı olarak kullanmak mümkün müdür ?
 

Benzer Konular

Yeni mesajlar

Forum istatistikleri

Konular
115,531
Mesajlar
813,621
Kullanıcılar
422,140
Son üye
ErolOzgur

Yeni konular

Üst