Kavitationszahl

Die Kavitationszahl (Formelzeichen: $\sigma$) 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. Die Definition der Kavitationszahl ist:

$\sigma =\frac{p-p_v}{\frac{1}{2}\rho U^2}$

mit

• der Dichte $\rho$ des ungestörten Fluids
• dem Druck $p$ in der ungestörten Strömung
• dem Dampfdruck des Fluids $p_v$ und
• der Strömungsgeschwindigkeit $U$.

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

Wenn der Druck $p$ des Fluids soweit sinkt, dass er kleiner oder gleich dem Dampfdruck $p_v$ des Fluids ist, geht das Fluid in die Gasphase über – es kavitiert. Bei $\sigma \le 0$ 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 $p_v$ verschoben wird.

Quellen

• Euler Zahl in der englischen Wikipedia
• A. Keller, R. Huber, Maßstabsgesetze bei Kavitation, TU München (Memento vom 20. November 2004 im Internet Archive)

en:Cavitation number