유체역학- 케비테이션

소개

유체역학 공동현상

목차

<펌프 공동현상>
1. 공동현상(cavitation)의 정의
2. 발생원인
3. 현상
4. 방지책
5. 펌프 공동현상(cavitation) 발생 시 조치

<선박 프로펠러 공동현상>
1. 선박 프로펠러 공동현상(cavitation)의 정의
2. 현상
3. 공동현상의 종류
4. 방지책

본문내용

1. 공동현상(cavitation)의 정의
① 밀폐된 용기 속에서 물의 증기압이 낮아지면 비점(끓는점)도 낮아지므로 펌프본체 내부의 저압부에서 물의 일부가 기화하여 기포가 생성, 펌프에 큰 기계적 손상을 주는 현상이다.
② 유체 중 물 온도의 증기압보다 낮은 부분이 발생되면 물이 증발되고 물속에 용해되어 있던 공기가 물과 분리되어 기포가 발생되는 현상이다.
③ 펌프의 흡입측 배관 내에서 발생하는 것으로 배관내의 수온 상승으로 물이 수증기로 변화하여 물이 펌프로 흡입되지 않는 현상이다.

2. 발생원인
유동하는 액체 내 임의지점의 정압이 해당 액체온도에 상당하는 증기압보다 낮아지면 부분적으로 증발로 인한 기표가 발생하는데 발생한 기포가 고압영역으로 유입되면서 순간적으로 파괴, 소멸된다.(선박 프로펠러의 경우도 포함)
① 펌프의 흡입측 수두가 클 경우(후두밸브와 펌프사이의 배관이 긴 경우)
② 펌프의 마찰 손실이 과대할 경우
③ 펌프의 임펠러속도가 클 경우
④ 펌프의 흡입관경이 작을 경우
⑤ 펌프의 설치 위치가 수원보다 높을 경우
⑥ 펌프의 흡입압력이 유체의 증기압보다 낮을 경우
⑦ 배관내의 유체가 고온일 경우

< 중 략 >

1. 선박 프로펠러 공동현상(cavitation)의 정의
대형 선박의 경우에는 보통 운항 상태에서 추진기 날개의 흡입면에서 압력이 수증기압보다 더 낮아지게 되는데 이때 날개 위를 지나던 물이 순간적으로 수증기로 변했다가 다시 압력이 회복되어 수증기압 이상으로 상승하면 물로 변하는 현상이 발생하는데 이를 “캐비테이션 현상”이라 부른다.
2. 현상
① 캐비테이션의 생성 - 성장 - 붕괴 - 소멸의 과정에서 수증기가 순간적으로 축소하면서 강한 충격력이 추진기 날개면에 가해지고 이는 추진기의 침식을 유발한다.
② 주기적인 공동현상의 발생과 소멸은 선체 표면에 변동 압력을 가하여 선체 진동 및 소음 유발
③ 추진 효율이 급격히 떨어져 추진 성능이 저하한다.
④ Rudder, Shaft, Hull, Strut 등 선미 구조물에 충격
⑤ 수중 방사 소음 유발로 군함에 있어서 소나 피탐율 증가 야기

참고자료

· 없음