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[유체역학] 공동현상 cavitation

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작성일18-09-10 00:31

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대형 선박이나 고속선의 경우 통상의 운항 속도에서도 추진기에 큰 추력이 요구된다

■ 캐비테이션의 影響(영향)
① 캐비테이션의 생성 ? 성장 ? 붕괴 ? 소멸의 과정에서 수증기가 순간적으로 축소하면서 강한 충격력이 추진기 날개면에 가해지고 이는 추진기의 침식을 유발함.
② 주기적인 케비테이션의 발생과 소멸은 선체 표면에 변동 압력을 가하여 선체 진동 및 소음 유발
③ 추진 효율이 급격히 떨어져 추진 성능이 저하
④ 공회전으로 인한 모터의 소손
⑤ Rudder, Shaft, Hull, Strut 등 선미 구조물에 충격
⑥ 수중 방사 소음 유발로 군함에 있어서 소나 피탐율 증가 야기

■ 캐비테이션의 종류


1. 얇은층 공동 현상 (Sheet Cavitation)
- 날개 앞날에서부터 스타트하여 얇은층 형상으로 발생. 일반적으로 안정적이지만 공동 체적의 alteration(변화) 가 선체 진동의 주요 Cause 이 된다








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[유체역학] 공동현상 cavitation


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레포트/기타

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다. 프로펠러는 여러개의 날개를 갖고 있고 이 날개들이 회전하면 한쪽 면은 물을 뒤로 밀어내고 다른 면은 앞쪽의 물을 빨아들이게 된다 물을 밀어내는 면은 압력이 높아지고, 빨아들이는 면은 압력이 강하하여 앞뒤간의 압력차가 발생하게 되고 전진 방향으로 추진력을 받게 된다

위와 같은 방식으로 프로펠러가 움직일때에 Propeller 주위에서 압력이 급강하하게 되면 온도의 alteration(변화) 가 아닌 압력 alteration(변화) 에서 기인하는 물의 상alteration(변화) 가 발생하게 되는데 이를 캐비테이션 현상이라 한다. 최근에는…(투비컨티뉴드 ) 초고속용 프로펠러로서 공동현상에서 가동하는 수퍼캐비테이션 프로펠러의 연구·개발도 진행되고 있따 한편, 강한 초단파가 물 속에 전달될 때 기포가 발생하는 경우가 있는데, 이것도 공동현상이라 할 수 있따
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■ theory(이론)적 설명(說明)
캐비테이션이란 물이 압력 강하나 온도 상승으로 액체에서 기체로 바뀌는 현상을 말한다.
또 기포가 사라져 없어질 때 기포의 부피가 급격히 축소됨에 따라 그 부분의 압력이 매우 커지며, 그것이 날개를 침식시키는 Cause 이 된다 공동현상에 의한 이러한 침식을 점침식(點侵蝕)이라고 하며, 자잘한 알갱이에 의한 일반적인 침식과는 구별된다
터빈이나 프로펠러를 설계·제작할 때는 이러한 현상을 방지하기 위하여 날개의 모양이나 면적의 선정 등에 주의해야 하며, 특히 선박용 프로펠러의 경우에는 선체 후반부의 모양도 중요하다. 발생한 기포는 압력이 높은 부분에 이르면 급격히 부서져 소음이나 진동의 Cause 이 되며, 터빈이나 프로펠러의 효율을 떨어뜨린다. 스크루형 추진기가 엔진에 의해 회전하면 물을 뒤로 밀어내게 되고 그 반작용으로 추진력이 생겨 선박을 전진시킨다. 이를 방지하려면 비행기 날개의 모양이나 면적, 선박 후반부의 모양을 주의하여 설계해야 한다. 선박의 프로펠러나 터빈 등의 효율이 떨어지고 침식당하는 Cause 이 되므로 설계시 주의해야 한다. 그렇게 되면 압력이 액체의 포화증기압보다 낮아진 범위에 증기가 발생하거나 액체 속에 녹아 있던 기체가 나와서 공동을 이룬다.

액체 속을 고속도로 움직이는 물체의 표면은 액압(液壓)이 저하하는데, 이를 `베르누이의 요점` 라고 한다.

설명











cavitation
(공동 현상)
















목 차

■ 공동 현상의 사전적 의미

■ theory(이론)적 설명(說明)

■ 케비테이션의 影響(영향)

■ 발생위치에 따른 케비테이션의 종류

■ 케비테이션의 방지법

■ 관련 기사 인용

■ 느낀점

■ 출처

















■ 사전적 의미
공동현상 [空洞現象, cavitation]
☞ 유체 속에서 압력이 낮은 곳이 생기면 물 속에 포함되어 있는 기체가 물에서 빠져나와 압력이 낮은 곳에 모이는데, 이로 인해 물이 없는 빈공간이 생긴 것을 가리킨다. 이것은 수력터빈이나 선박용 프로펠러를 운전할 때 자주 발생하는 현상으로, 압력면에 발생하는 경우도 있지만, 주로 날개의 등 부분에 발생한다.

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