Kavitationszahl: Unterschied zwischen den Versionen

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Die '''Kavitationszahl''' (Formelzeichen: <math>\sigma</math>) ist eine [[dimensionslose Kennzahl]] aus der [[Ähnlichkeitstheorie]] und wird zur Beschreibung von [[Fluid]]en 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:
{{Infobox Physikalische Kennzahl
| Name              =
| Formelzeichen    = <math>\sigma</math>
| Dimension        = [[Dimensionslose Kennzahl|dimensionslos]]
| Definition        = <math>\sigma=\frac{p-p_\text{v}}{\frac{1}{2}\rho U^2}</math>
| Größentabelle    = <math>\rho</math>=Dichte des Fluids,<math>p</math>=statischer Druck,<math>p_\text{v}</math>=Dampfdruck,<math>U</math>=Strömungsgeschwindigkeit
| BenanntNach      =
| Anwendungsbereich =
}}
Die '''Kavitationszahl''' <math>\sigma</math> ist eine [[dimensionslose Kennzahl]] aus der [[Ähnlichkeitstheorie]] und wird zur Beschreibung von [[Fluid]]en in der [[Strömungsmechanik]] verwendet. Sie ist ähnlich aufgebaut wie die [[Euler-Zahl]]. Die Kavitationszahl gibt ein Maß dafür, wann das Fluid [[Kavitation|kavitiert]]. Ihre Definition lautet:


<math>\sigma=\frac{p-p_v}{\frac{1}{2}\rho U^2}</math>
:<math>\sigma = \frac{p - p_\text{v}}{\frac 1 2 \rho U^2}</math>


mit
mit
* dem Druck <math>p</math> in der ungestörten Strömung
* dem [[Dampfdruck]] <math>p_\text{v}</math> des Fluids
* der [[Dichte]] <math>\rho</math> des ungestörten Fluids
* der [[Dichte]] <math>\rho</math> des ungestörten Fluids
* dem Druck <math>p</math> in der ungestörten Strömung
* der [[Strömungsgeschwindigkeit]] <math>U</math>.
* dem [[Dampfdruck]] des Fluids <math>p_v</math> und
* der Strömungsgeschwindigkeit <math>U</math>.


Der Nenner stellt den [[Staudruck|dynamischen Druck]] der Strömung dar. Im Zähler steht die Druckdifferenz, die beim theoretisch zu erwartenden Einsetzen der Kavitation gleich null wird.
Im Zähler steht die Druckdifferenz, die beim theoretisch zu erwartenden Einsetzen der Kavitation gleich null wird. Der Nenner stellt den [[Staudruck|dynamischen Druck]] der Strömung dar.<ref>{{Literatur|Titel=Lexikon Ingenieurwissen-Grundlagen|Herausgeber=[[Heinz Max Hiersig|Heinz M. Hiersig]]|Verlag=Springer Verlag|Jahr=2013|ISBN=9783642957659|Seiten=371|Online={{Google Buch|BuchID=NqmjBgAAQBAJ|Seite=371}}}}</ref>


Wenn der Druck <math>p</math> des Fluids soweit sinkt, dass er kleiner oder gleich dem Dampfdruck <math>p_v</math> des Fluids ist, geht das Fluid in die Gasphase über – es kavitiert. Bei <math>\sigma \le 0</math> 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 <math>p_v</math> verschoben wird.
Wenn der Druck <math>p</math> des Fluids soweit sinkt, dass er kleiner oder gleich dem Dampfdruck <math>p_\text{v}</math> des Fluids ist, geht das Fluid in die Gas[[Phase (Materie)|phase]] über&nbsp;– es kavitiert; bei <math>\sigma \le 0</math> 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 <math>p_\text{v}</math> verschoben wird.


== Quellen ==
== Quellen ==
* {{Webarchiv | url=http://www.wb.bv.tum.de/forschung/huber/huber_d.pdf | wayback=20041120120648 | text=A. Keller, R. Huber, Maßstabsgesetze bei Kavitation, TU München}}


* [[:en:Euler number (physics)|Euler Zahl in der englischen Wikipedia]]
== Einzelnachweise ==
* {{Webarchiv | url=http://www.wb.bv.tum.de/forschung/huber/huber_d.pdf | wayback=20041120120648 | text=A. Keller, R. Huber, Maßstabsgesetze bei Kavitation, TU München}}
<references />


[[Kategorie:Kennzahl (Strömungsmechanik)]]
[[Kategorie:Kennzahl (Strömungsmechanik)]]


[[en:Cavitation number]]
[[en:Cavitation number]]

Aktuelle Version vom 10. November 2019, 19:06 Uhr

Physikalische Kennzahl
Name Kavitationszahl
Formelzeichen σ
Dimension dimensionslos
Definition σ=p−pv12ρU2
ρ Dichte des Fluids
p statischer Druck
pv Dampfdruck
U Strömungsgeschwindigkeit

Die Kavitationszahl σ 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. Ihre Definition lautet:

σ=p−pv12ρU2

mit

Im Zähler steht die Druckdifferenz, die beim theoretisch zu erwartenden Einsetzen der Kavitation gleich null wird. Der Nenner stellt den dynamischen Druck der Strömung dar.[1]

Wenn der Druck p des Fluids soweit sinkt, dass er kleiner oder gleich dem Dampfdruck pv des Fluids ist, geht das Fluid in die Gasphase über – es kavitiert; bei σ≤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 pv verschoben wird.

Quellen

Einzelnachweise

  1. ↑ Heinz M. Hiersig (Hrsg.): Lexikon Ingenieurwissen-Grundlagen. Springer Verlag, 2013, ISBN 978-3-642-95765-9, S. 371 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche).

en:Cavitation number

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