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[工學(공학) ,기술] 캐비테이션cavitation(공동현상)에 관해서

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작성일 22-10-04 14:04

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액체의 포화증기압보다 낮아진 범위에서 증기가 발생하거나 액체 속에 녹아 있던 기체가 나와서 공동을 이룬다.
이것은 수력터빈이나 선박용 프로펠러를 운전할 때 자주 발생하는 현상으로, 압력면에 발생하는 경우도 있지만, 주로 날개의 등 부분에 발생한다.
선박의 프로펠러를 예로 들자면, 프로펠러가 엔진에 의해 회전하면 물은 뒤로 밀어내게 되고 그 반작용으로 추진력이 생겨 선박을 움직이게 한다.

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Cavitation

定義(정의)
-유체 속에서 압력이 낮은 곳이 생기면 물 속에 포함되어 있는 기체가 물에서 빠져나와 압력이 낮은 곳에 모이는데, 이로 인해 물이 없는 빈공간이 생긴 것을 가리킨다.
추진기 따위의 뒷 부분의 정압이 물의 증기압보다 낮아져서 생기는 수증기의 거품 또는 그런 현상 . 추진기의 효율을 떨어뜨리거나 추진기의 파괴의 原因이 된다
原因
1) cavitation은 주로 원심 펌프, 수력 터빈, 해상용 프로펠러에서 주로 발생한다.
프로펠러는 여러 개의 날(blade)를 가지고 있으며 이 날들은 회전면과 각을 갖고 있어, 프로펠러가 회전하면 날의 한쪽 면은 물을 뒤로 내밀고 반대면은 앞쪽의 물을 빨아들이게 된다
물을 밀어내는 날개면은 압력이 높아지고, 빨아들이는 쪽은 낮은 압력이 되어 흡입력을 받게 된다 이러한 이유에 프로펠러가 회전하면 날의 압력 차이가 발생하고 전진 방향으로 힘을 받게 되어 추진력이 생기게 된다
그러나 고속회전시에 큰 압력차가 생기고, 이로 인해 cavitation은 발생된다

2) 액체 속을 고속으로 움직이는 물체의 표면은 액압(液壓)이 저하하는데, 이를 `베르누이의 요점`라고 한다.
발생한 기포는 압력이 높은 부분에 이르면 급격히 부서져 소음이나 진동의 原因이 되며, 터빈이나 프로펠러의 효율을 떨어뜨린다.
또 기포가 사라져 없어질 때 기포의 부피가 급격히 축소됨에 따라 그 부분의 압력이 매우 커지며, 그것이 날개를 침식시키는 原因이 된다 공동현상에 의한 이러한 침식을 점침식(點侵蝕)이라고 …(省略)

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