Kavitation
Kavitation ist die Bildung von Dampfblasen in Flüssigkeiten bei niedrigem Druck
Der Siedepunkt einer Flüssigkeit hängt vom Druck ab. Je höher der Druck, desto höher der Siedepunkt (siehe Schnellkochtopf) und umgekehrt. Bei entsprechend niedrigem Druck kann der Siedepunkt z.B. von Wasser auch soweit absinken, dass er unterhalb der Wassertemperatur liegt. Dann entstehen spontan Dampfblasen. Steigt der Druck wieder an, so implodieren (zerfallen) diese Blasen wieder.
Ursachen
Die häufigste Ursache für Kavitation sind schnell bewegte Objekte im Wasser wie z.B. Pumpenräder oder Schiffschrauben. Durch die Bewegung entsteht an manchen Stellen Druck, an anderen Unterdruck, der zur Kavitation führen kann.
Starke Druckschwankungen, die Kavitation auslösen, können auch durch Ultraschall erzeugt werden. Bei entsprechend starker Anregung entstehen durch die Kavitation Lichtblitze. Dieser Effekt wird Sonolumineszenz genannt und ist bislang von der Wissenschaft noch nicht vollkommen verstanden.
Auswirkungen und Anwendungen
Bei Geräten wie Schiffsschrauben und Pumpen ist Kavitation ein schädlicher Effekt. Zum einen reduziert er den Wirkungsgrad, zum anderen führt er zu Beschädigungen, denn beim Implodieren der Dampfblasen treten kurzzeitig enorm hohe Geschwindigkeiten und Drücke auf, denen auf Dauer bislang kein Material gewachsen ist.
Diese hohen Kräfte können aber auch z.B. zur Reinigung von Gegenständen genutzt werden, wobei hier die Kavitation durch Ultraschall erzeugt wird. Auch in der Medizin kann Kavitation genutzt werden, so z.B. bei Kontrastmitteln für Ultraschalluntersuchungen oder der Ultraschall-Tumorbekämpfung.
Siehe auch: