Kavitaatio

Kavitaatio on ilmiö, jossa neste, yleensä vesi, alkaa kiehua paineen laskun johdosta. Yleensä kavitaatio yhdistetään laivojen potkurien aikaansaamaan paikalliseen alipaineeseen.

Kavitaatiosimulointia vedessä.

Kavitaatioeroosion aiheuttamaa reikiintymistä Francis-turbiinin siivissä.

Kavitaatio kuluttaa potkureita ja on havaittavissa mm. äänenä. Kavitaatiokuplat kuluttavat potkuria mekaanisesti ja kavitaatioäänet haittaavat erityisesti sukellusveneissä.

Kavitaatio hydrauliikassa

Jos hydraulinesteen paine laskee alle 0,7 bar on vaarana nesteen höyrystyminen. Höyrystyminen aiheuttaa komponenteissa kavitaatioeroosiota eli romahtavat höyrykuplat irrottavat metallia komponenteista.

Kavitaation ilmetessä koko hydrauliikkajärjestelmä saattaa vaurioitua.

Hyötykäyttö

Kavitaatiota käytetään hyödyksi ultraäänipuhdistuksessa. Siinä veteen johdettu ultraääni muodostaa pieniä kavitaatiokuplia, jotka irrottavat likaa.

Kavitaatiota käytetään hyödyksi myös lääketieteessä. Esimerkiksi ESWL-hoidoissa (Extracorporeal Shock Wave Lithotripsy = kehon ulkopuolinen painesysäysaaltohoito), jossa munuaiskiviä murskataan fokusoiduilla paineaaltoiskuilla jotka murentavat virtsateissä olevat kiteytymät. Vaikutus perustuu akustisen impedanssin eroon pehmytkudoksen ja "kiven" välillä. Energia purkautuu kiveen ja murentaa sen. Toinen vaikutusmekanismi on kavitaatio. Kiven pinnalle syntyy kavitaatiokuplia nopeiden paineenmuutosten ansiosta. Kuplat luhistuvat ja murentavat kiven pintaa. Syntyvät murut huuhtoutuvat virtsan mukana ulos. Hoidot suoritetaan erityisesti siihen suunnitelluilla ESWL-laitteilla, useimmiten päiväkirurgisesti. Hoito on munuaiskivien hoitamisessa ns. "gold standard", eli yleisin ja turvallisin hoitomuoto.

Ympäristötekniikassa kavitaatiolla tapetaan haitallisia mikrobeja.

Katso myös

• Superkavitaatio

Aiheesta muualla

• Haapakoski, Pasi: Vesivoimalaitoksen rakenneratkaisut (PDF) insinöörityö. 4.2011. Ylivieska: Keski-Pohjanmaan ammattikorkeakoulu.