קוויטציה

מתוך ויקיפדיה, האנציקלופדיה החופשית
קפיצה אל: ניווט, חיפוש

קוויטציהעברית: מיעור) היא תופעה שבה נוצרים חללי אדים קטנים בנוזל שמופעל עליו תת-לחץ. החללים גדלים וקורסים במהירות תוך יצירת קול אופייני. התופעה מתרחשת בדרך כלל במשאבות צנטריפוגליות כאשר נוצר תת-לחץ ביניקה, והלחץ המקומי שנוצר הוא נמוך יותר מלחץ האדים של הנוזל. במצב זה מגיע הנוזל באותו מקום לרתיחה, וזו גורמת להיווצרות בועות אדים (כלומר אדי הנוזל ולא אויר כפי שמקובל לחשוב) ולשחרור אנרגיה רבה בקריסתן, דבר שמזיק מאוד לפעילות המשאבה.

קוויטציה יוצרת שחיקה בעייתית בהקשרים הנדסיים. קריסת החללים שמתפוצצים לתוך עצמם ליד פני שטח המתכת גורמים מאמץ מחזורי מתמשך מההתפוצצויות החוזרות ונשנות. ההתעיפות על פני השטח יוצרת שחיקה הנקראת גם כן מיעור (קוויטציה) בגלל ה"מערות" הקטנות הנוצרות בתוך המתכת. תופעה זו מתרחשת בעיקר במדחפים ומשאבות.

פיזיקה[עריכת קוד מקור | עריכה]

הקוויטציה נחקרה לראשונה על ידי הלורד ריילי בשלהי המאה ה-19. כשחלקיקי נוזל מגיעים ללחץ נמוך מספיק נוצרים חללים, בועיות קטנות. התופעה נקראת קוויטציה (חלל, מערה). התופעה מתרחשת בעיקר מאחורי להבי טורבינות המסתובבים במהירות או ליד שטח המתנודד במשרעת ובתדירות מספיקה. זרימת נהר מהירה, למשל, יכולה לגרום לקוויטציה סמוך לסלעים הנמצאים בנהר במיוחד ליד מפלים.

קיימות עוד דרכים בהם קוויטציה נוצרת. התפרקות חשמלית למשל דרך ניצוץ יכולה לאייד לחלקיק שנייה חלק מהנוזל. גם תנודות של גלי קול יכולים ליצור בועיות קטנות שיקרסו לתוך עצמן זמן קצר לאחר היווצרותן.

קוויטציה היא בעצם תופעה הדומה למדי לרתיחה. גם ברתיחה וגם בקוויטציה נוצרות בועות אדים של הנוזל בתוך נפח הנוזל, הקורסות לתוך עצמן תוך כדי יצירת גלי הלם. הקריסה בשתי התופעות יכולה לגרום לשחיקה של חומר הנמצאים בקרבתן. בנוסף הרעש שאפשר לשמוע משתי התופעות דומה (הרעש ששומעים כשקומקום מתחיל לרתוח).

קוויטציה מופיעה רבות גם במשאבות פוזיטיביות, מסוג גלגלי שיניים לדוגמה. בשונה ממשאבות צנטריפוגליות, משאבות פוזיטיביות במהלך הפעולה שלהן, מגיעות למצב שבו תאי העברת הנוזל, נעולים על ידי חיץ מתכתי (בין אם זה גלגלי השיניים או גוף המשאבה שבו הגלגלים סובבים), ולכן, נוזל אינו יכול להיכנס אל תוך התא אשר בו הלחץ האבסולוטי יורד, כדי למלא את כל הנפח שנוצר בתא הנעול. כתוצאה מירידת הלחץ האבסולוטי (כמוסבר לעיל), "מתפוצצות" בועות האוויר שמצאות בתאים הנעולים וגורמות נזק ממשי לחלקי המשאבה, בדמות חורים קטנים בחלקים השונים.

נזקים[עריכת קוד מקור | עריכה]

במדחפי ספינות, והיא אחד הגורמים העיקריים לבלאי של מדחפים אלו.

בצוללות רעשי קוויטציה במדחף הם אחת הדרכים העיקריות לגילוי צוללת על ידי שימוש בסונאר פסיבי.

קוויטציה היא גם אחד ההסברים הרווחים לרעש המופק בעת פכירת אצבעות.

פתרונות[עריכת קוד מקור | עריכה]

1.ציפויים[עריכת קוד מקור | עריכה]

  • פתרון מקובל הוא לצפות את להבי המדחף או המשאבה בחומר פולמרי עם טיב פני שטח גבוה, המולקלות של הפולימר גדולות וארוכות מה שמפחית את היכולת של הפיצוצים ליצור נקבוביות קטנות שימשיכו ויגדלו.

שימושים חיוביים בקוויטציה[עריכת קוד מקור | עריכה]

[עריכת קוד מקור | עריכה]

מניעת קוויטציה צריכה להיעשות בצד היניקה של המשאבה - הגדלת העומד החיובי מעל פתח היניקה או הגדלת קוטר צינור היניקה. אפשרות נוספת היא להגדיל את הלחץ במכל שבו נמצא הנוזל שממנו יונקים.

P physics.svg ערך זה הוא קצרמר בנושא פיזיקה. אתם מוזמנים לתרום לוויקיפדיה ולהרחיב אותו.