Järgmine kord, kui leiate, et ujuv rind on sügaval vees, proovige seda väikest kavitatsiooni demonstreerimist, oodates, et kõik lõpetaksid naermise ja tõmbaksid teid veest välja.
Hoidke peopesa vertikaalselt ja laske see kiiresti läbi vee edasi-tagasi. Näete liikumissuuna vastas olevat mullivoogu.
Need mullid on nn kavitatsioon. Paatide ja laevade puhul tähendab kavitatsioon õhu taskut või õõnsust, mis moodustab tugi- või tiiviku laba tagaküljel.
Mis on kavitatsioon? Mis on selle põhjused?
Kavitatsiooni kõige lihtsam määratlus on; toiming, mis põhjustab madalama rõhu tõttu tühimiku moodustumise.
Nagu ülaltoodud määratlus ütleb, põhjustab kavitatsiooni seisundi madalrõhkkond. Kui liigutasite oma kätt läbi vee edasi-tagasi, põhjustasite käe taga oleva rõhu langust. Seal moodustusid mullid. Pro on liiga palju pigi liiga suur võlli kiirus põhjustab taskute moodustumist labade tagaküljele või isegi otsadesse.
Nende tühimike moodustumise põhjuseks on vedeliku keemine. See ei ole keedetud kuumusest, vaid keetmine vaakumist.
Füüsikaeksperdid ütlevad meile, et vedelik keeb, kui seda kuumutatakse teatud temperatuurini või kui vedeliku rõhku vähendatakse. Kavitatsiooni korral on põhjuseks madalam rõhk.
See külma keetmise tehnika on hea kasutamiseks paljudes tööstuslikes eesmärkides, kuid seda ei soovitata rekvisiitide ega pumbarataste läheduses. Varisevad mullid täidetakse väga madala rõhuga veeauruga ja kui need kokku kukuvad, kahjustatakse paljusid pindu.
Suurenenud hõõrdumise tõttu vähendab kavitatsioon efektiivsust. Mullid kleepuvad pindadele ja suurendavad sisuliselt tugilabade paksust ning kiiruse suurendamiseks või säilitamiseks on vaja rohkem jõudu.
Veelgi hullem, kavitatsioon võib ebaühtlaste tugikoormuste tõttu põhjustada vibratsiooni ja seadmeid kahjustada või puruneda. Veelgi hullem, kui vibratsioonikahjustus on pista.
Pattimine toimub siis, kui mullid kokku kukuvad ja kõik jõud on keskendunud väikesele pinnale tera pinnal. Vibratsioonist tulenevad kahjustused on väga märgatavad ja tavaliselt tööstiili muudatustega välditavad. Punktikahjustused võivad tekkida väga peenel tasemel ja enamus mõjutatud komponente on igapäevaste toimingute korral silmist eemal.
Halvasti reguleeritud kuberneri põhjustatud võimsuse suurenemisest võib piisata väiksema kavitatsiooni alustamiseks tuginippude läheduses ja tõenäoliselt ei märkaks seda enamik meeskondi. Ainult väljatõmbamisel võidakse ajami komponentide kahjustusi märgata. Kivide lisamine suurendab pinda, mis põhjustab korrosiooni ja vähe saastumisvastane katted võivad vastu pidada mullide kokkuvarisemisest tulenevatele jõududele, mis võivad kõveneda teraseks.
Sama tingimuste komplekt ja sellest tulenevad kahjustused võivad juhtuda ka näiteks korpuste ja tõukejõu tunnelite sees. Kavitatsiooni on tegelikult palju lihtsam suletud keskkonnas toota kui avatud olukorras nagu tugi- ja võlliühendus.
Suletud piirkonnas on moodustunud vaakumullide sisse tungimiseks ja kokkusurumiseks palju vähem vedelikku. Pumpades olev kavitatsioon on rikke peamine põhjus. Keerates a tsentrifugaal liiga kiiresti põhjustab pump pumbakambris oleva vedeliku rõhu puudumise tõttu keemistemperatuuri. See on veelgi suurem probleem, kui pumpate kuuma vedelikku nagu jahutusvedelik või raske kütteõli.
Kuumas vedelas olukorras rakendate kahte energiaallikat, mis panevad vedeliku keema. Esimene, kuumus, on väline ja on paremini arusaadav keemise vorm. Teine on tiiviku põhjustatud mehaaniline vaakum. Selle teise jõu tehniline nimetus on Net Positiivne Imemispea ehk NPSH.