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공동현상(cavitation)

작성일 2010-08-04

유체 속에 흐름이 빠른 부분이 있을 때 거품이 생기는 현상. 배의 스크류나 수력터빈의 날개처럼 물 속에서 고속 운동하는 물체의 표면에는 베르누이의 정리에 의해 압력이 낮은 부분이 생기는데, 그 압력이 포화증기압보다 저하하면 수증기가 발생하고 동시에 물 속에 포함된 기체가 방출되어 포화수증기로 충만된 공동이 만들어진다.

 

물체에서 어느 거리에 있는 하류에서는 압력이 회복되어 증기압 이상이 되므로 수증기는 다시 액체화하여 공동이 사라진다.

공동이 발생하면 스크류나 터빈 날개의 수력적 성능이 악화된다.

또 수증기포가 사라질 때 기포 주위의 물이 서로 부딪쳐 국부적으로 현저한 고압이 생겨 그 기계적 충격으로 스크류나 터빈 날개의 표면은 침식되어 다공질이 된다.

 

여기에는 물 속에 포함된 산소에 의한 산화 작용이 현저하게 영향을 준다는 설도 있다.

액체의 밀도를 , 포화증기압을 p , 물체의 속도를 U, 정지 액체 속의 압력을 p 으로 할 때 (p -p )( U /2)라는 무차원수를 공동계수라고 한다.

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