Die Kavitationszahl (Formelzeichen: $ \sigma $) ist eine dimensionslose Kennzahl aus der Ähnlichkeitstheorie und wird zur Beschreibung von Fluiden in der Strömungsmechanik verwendet. Sie ist ähnlich aufgebaut wie die Euler-Zahl. Die Kavitationszahl gibt ein Maß dafür, wann das Fluid kavitiert. Die Definition der Kavitationszahl ist:
$ \sigma=\frac{p-p_v}{\frac{1}{2}\rho U^2} $
mit
- der Dichte $ \rho $ des ungestörten Fluids
- dem Druck $ p $ in der ungestörten Strömung
- dem Dampfdruck des Fluids $ p_v $ und
- der Strömungsgeschwindigkeit $ U $.
Der Nenner stellt den dynamischen Druck der Strömung dar. Im Zähler steht die Druckdifferenz, die beim theoretisch zu erwartenden Einsetzen der Kavitation gleich null wird.
Wenn der Druck $ p $ des Fluids soweit sinkt, dass er kleiner oder gleich dem Dampfdruck $ p_v $ des Fluids ist, geht das Fluid in die Gasphase über – es kavitiert. Bei $ \sigma \le 0 $ tritt also theoretisch Kavitation auf. In realen Fluiden können Fremdpartikel und andere bei der Idealisierung nicht berücksichtigte Eigenschaften dazu führen, dass die Kavitation zu einem anderen Druck als $ p_v $ verschoben wird.
Quellen
- Euler Zahl in der englischen Wikipedia
- A. Keller, R. Huber, Maßstabsgesetze bei Kavitation, TU München (Memento vom 20. November 2004 im Internet Archive)en:Cavitation number