Продолжение поста «Стенд для демонстрации кавитации на гребном винте»
Под моим постом "меня часто спрашивали" (С) (ТМ) (Inc.) о том, что такое кавитация.
Итак, я вам досконально россказоваю и по полочкам роскладоваю. Оба поста при этом динамично дополняют друг друга.
Когда фура идет по дороге на высокой скорости, она ощутимо раздвигает неподвижный воздух мордой, создавая повышенное давление перед собой, а за задней стенкой прицепа при этом создается разряжение, которое потом выравнивается до атмосферного давления, заново заполняясь окружающими массами воздуха.
В воде - так же, но вода имеет бОльшую массу (и плотность) и насыщена кислородом (в воде его больше, чем в атмосфере).
Когда гребной винт вращается, то перед лопастью так же создается повышенное давление воды, но за лопастью вода не успевает быстро заполнить свобождающееся пространство, которое ранее заполняла движущаяся лопасть. Возникает разряжение (почти вакуум), который первым делом вытягивает из воды растворенный в ней кислород, который начинает пузыриться.
Поток воды направлен вправо.
В связи с этим возникают множественные хаотичные пузыри с температурой в сотни градусов, которые постоянно возникают-схлопываются на поверхности лопасти, создавая многочисленные гидроудары.
На лабораторных стендах пришли к тому, что температура возникающих на лопасти пузырей может достигать 1500 градусов по цельсию.
В итоге, при длительной эксплуатации, на материале винта возникают эррозионные каверны, причиной котоых является совокупность трех факторов - это химическое окисление материала кислородом (известно, что он нехреновый такой окислитель), высокие температуры и процесс возникновения-схлопывания пузырей с высокими точечными гидроударными нагрузками.
Точечный гидроудар - это сильный удар в материал гребного винта, в определенной точке, равносильный удару суперпрочной иглой с огромной силой.
Систематическое "выгрызание" материала этими процессами несимметрично (где-то - больше, где-то - меньше). Это приводит к дисбалансу винта и вибрациям, которые ощутимо "трясут" судно и в итоге разрушают подшипники вала винта.
На сегодняшний день стабильная закономерность процессов досконально неизвестна. Известно лишь, что кавитационным повреждениям лучше всего противостоят гребные винты из бронзовых сплавов и винты из нержавейки с вольфрамовым покрытием.