Cavitatiebel

Bron
Dit is een imploderende cavitatiebel in slow motion. Prachtig vastgelegd door onderzoekers aan de Ecole Polytechnique Federale de Lausanne.

Cavitatie is simpelweg het ontstaan van waterdamp. Het kookpunt van water varieert met de druk. Hoe lager de druk, hoe lager de temperatuur waarbij het water kookt. Heeft u weleens gekookt in de bergen? Het water kookte waarschijnlijk sneller, ofwel bij een lagere temperatuur. 

Onder uw schip is lage druk aanwezig. Vooral daar waar voortstuwing gegenereerd wordt, bijvoorbeeld in de buurt van de schroef. Deze lage druk kan door de vormen van uw onderwaterschip of schroef zo laag worden, dat het water gaat koken. Het kookpunt van het water is dan heel lokaal lager dan de temperatuur van het water waarin u vaart. De belletjes die ontstaan zijn gelijk aan de belletjes in een pannetje kokend water.  

Vanaf de start van de video, ziet u zo’n belletje in kokend water. Deze groeit omdat de (water)damp een groter volume heeft dan vloeibaar water. Op moment dat het volume zijn maximum heeft bereikt, begint het imploderen van de bel. U ziet een stroom van inkomend water in de bel, van boven naar beneden. Op moment dat deze stroom water de bodem van de bel raakt, ontstaat een krachtige implosie. Deze is zo krachtig dat die een schokgolf veroorzaakt en zelfs een beetje licht. De stroom water en het centrum van de implosie is altijd gericht naar een oppervlak toe (schip of schroef). Verbazingwekkend hoeveel energie hierbij vrij komt. Deze implosies zorgen voor lawaai en soms zelfs voor het verdwijnen van materiaal.

Door te onderzoeken en te begrijpen, kan je de lage druk op schip of schroef met precisie probleemloos ontwerpen.