キャビテーション数計算機

流体の流れのキャビテーション状態を特徴付ける無次元の数値。 キャビテーション数は、液体の流れの中でキャビテーションが発生するかどうか、およびキャビテーションの発達の程度を測定するためによく使用されます。 キャビテーション数（σ）の式は

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式中、p は基準点の絶対圧力、v0 は乱されていない基準点の流量、ρ は液体の密度、pv は対応する温度での液体の飽和蒸気圧です。

上式の物理的意味は、キャビテーションを抑制する水流パラメータ (p-pv)、つまりキャビテーションの内外の圧力差と、キャビテーションを促進する水流パラメータ、つまり流速です。 。 キャビテーション数 (σ) の値は、キャビテーション状態が異なると異なります。 σ の値が大きいほど、液体の​​流れはキャビテーションを生成する可能性が低くなり、そうでない場合、液体の流れはキャビテーションを生成する可能性が高くなります。

液体の流れにおけるキャビテーションの発生と発達に影響を与える主な要因は、流れ境界の形状とサイズ、液体の流れ中のガス含有量とガスコアの分布、圧力勾配、乱流の程度などです。 流入流量、液体の粘度と表面張力、液体の流れ中の砂の含有量と不純物、側壁の粗さと濡れ性、キャビテーションの熱力学的要因など。 キャビテーション数では、圧力と流量という 2 つの要素のみが考慮されます。 したがって、このキャビテーションを表現する方法はまだ十分な理論的基礎と包括性を欠いており、実際には多くの条件を付さなければなりません。

液体の流れの中に少数の小さな穴が現れ始めたとき、つまりキャビテーションが発生したときのキャビテーション数を一次キャビテーション数 (σi) と呼びます。 これはキャビテーションの臨界状態であり、キャビテーション現象の研究にとって非常に重要です。 液体の流れのある場所でキャビテーション数が σ>σi の場合、その場所ではキャビテーションは発生しませんが、σ σi の場合、液体の流れのその場所でのキャビテーションの範囲は拡大し続けます。 現在、理論上の欠陥により、特定の条件下での σi 値は主に減圧試験によって決定されます。 σi 値は主に流れ場の境界の形状に影響されることに加えて、流入する流れの特性と水質にも影響されます。 研究の過程で、さまざまな未知の理由により、同じ条件での減圧試験から得られるσi 値がばらつき、再現性が低いことが判明しました。 たとえば、試験中にキャビテーションが発生した後、キャビテーション ゾーン内の圧力が再び増加します。 キャビテーション現象が消失するのが観測された場合、そのときのキャビテーションを消失キャビテーションといい、それに対応するキャビテーション番号（σd）を消失キャビテーションといいます。 キャビテーション数。 通常、σd＞σiであり、σdの再現性は良好です。 このσdとσiが等しくない現象をキャビテーション残留(ヒステリシス)といいます。

キャビテーション数は、特定の条件下での 2 つの液体流システム間のキャビテーション現象の類似性を特徴付けることができます。 つまり、レイノルズ数、フルード数、およびその他の同様の準数が等しい場合、2 つの液体流システムのキャビテーション数が等しい場合、キャビテーション現象は同じであると考えることができますが、これは理論的にのみ正しいです。力の比較に基づいていますが、実際には、キャビテーション数自体にはキャビテーションに影響を与える他の要因が含まれていないため、2 つの液体流システム間のキャビテーション現象は通常完全に類似しているわけではありません。