キャビテーション数
キャビテーション数(キャビテーションすう、英: Cavitation number)とは、流体力学において、キャビテーションの解析に用いられる無次元数である。主にポンプ、水配管や油圧機器など、液体を用いる流体機械の解析で用いられる。
定義
キャビテーション数Ca は液体の圧力と蒸気圧の差を無次元化したもので定義され、次式で表される:
ただし
である。
性質
キャビテーション数が小さいほど、キャビテーションが起こりやすい。そのため、以下のことが言える。
- 流れの代表速度が速いほど、キャビテーションが起こりやすくなる。
- 一般に、温度が高いと蒸気圧は上がるため、キャビテーションが起こりやすくなる。
例
配管の流れにおいて、大気圧をp 、圧力が大気圧となる場所での速度を0とする。キャビテーションが起こるならば、発生点での圧力は蒸気圧pv だから、その点における速度をu とするとベルヌーイの定理より、重力および圧力損失を無視して
が成り立つ。この式を変形し、キャビテーション数の定義を代入すると
を得る。すなわち、キャビテーション発生点でCa = 1であり、Ca < 1ならばこの配管系においてキャビテーションが発生することがわかる。
一般の流れの場合は、圧力損失や流路の形、代表速度のとり方などに応じて発生点でのキャビテーション数は1とは異なる値をとる。
関連項目
- オイラー数 (物理学) - キャビテーション数の逆数
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アーセル数 - 圧力係数 - アトウッド数 - アルキメデス数 - イリバレン数 - ウェーバー数 - ウェーバーの火炎速度数 - ウォーリスパラメータ - ウオマスリー数 - エクマン数 - エッカート数 - エトベス数 - エリクセン数 - オイラー数 - オーネゾルゲ数 - 拡散数 - ガリレイ数 - カルロビッツ数 - 管摩擦係数 - キャビテーション数 - キャピラリ数 - クーラン数 - クーリガン・カーペンター数 - クタテラッゼ数 - クヌーセン数 - グラスホフ数 - グレーツ数 - 形状係数 - ゲルトラー数 - コルバーンのJ因子 - シャーウッド数 - シュミット数 - スタントン数 - スチュアート数 - ストークス数 - ストローハル数 - ゼルドビッチ数 - ダンケラー数 - チャンドラセカール数 - ディーン数 - テイラー数 - デボラ数 - ヌセルト数 - ハーゲン数 - ハルトマン数 - ビオ数 - ビンガム数 - フーリエ数 - ブラウネル・カッツ数 - プラントル数 - ブリンクマン数 - フルード数 - ブレーク数 - ペクレ数 - ベジャン数 - マークシュタイン数 - マッハ数 - マランゴニ数 - モートン数 - ラプラス数 - ランキスト数 - リチャードソン数 - ルイス数 - レイノルズ数 - レイリー数 - ロスビー数 - ロックハート・マルティネリパラメータ - ロッシュコ数 - ワイゼンベルグ数 | |
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