La prochaine fois que vous vous retrouverez avec un torse flottant au fond de l'eau, essayez cette petite démonstration de cavitation en action pendant que vous attendez que tout le monde arrête de rire et vous tire hors de l'eau.
Tenez la paume de votre main verticalement et passez-la rapidement d'avant en arrière dans l'eau. Vous verrez un flux de bulles se former en face du sens de la marche.
Ces bulles sont ce qu'on appelle la cavitation. Dans le cas des bateaux et des navires, la cavitation se réfère à une poche, ou cavité, d'air se formant à l'arrière d'une pale d'hélice ou de turbine.
Qu'est-ce que la cavitation? Quelles en sont les causes?
La définition la plus simple de la cavitation est; une action qui provoque la formation d'un vide à cause d'une pression plus basse.
Comme le dit la définition ci-dessus, l'état de cavitation est causé par une situation de basse pression. Lorsque vous avez déplacé votre main d'avant en arrière dans l'eau, vous avez fait chuter la pression derrière votre main. C'est là que les bulles se sont formées. Un accessoire avec trop
pas ou une vitesse d'arbre trop élevée entraînera la formation de poches à l'arrière des lames ou même aux extrémités.La raison pour laquelle ces vides se forment est l'ébullition du liquide. Ce n'est pas bouillir de la chaleur, mais bouillir du vide.
Les experts en physique nous disent qu'un liquide va bouillir s'il est chauffé à une certaine température ou si la pression du liquide est réduite. Dans le cas de la cavitation, la raison est une pression plus basse.
Cette technique d'ébullition à froid est bonne pour de nombreuses utilisations industrielles, mais elle n'est pas souhaitée à proximité des accessoires ou des roues de pompe. Les bulles qui s'effondrent sont remplies de vapeur d'eau à très basse pression et lorsqu'elles s'effondrent, des dommages sont causés à de nombreuses surfaces.
La cavitation est un frein à l'efficacité en raison de la friction accrue. Les bulles adhèrent aux surfaces et augmentent essentiellement l'épaisseur des pales de l'hélice et plus de puissance est nécessaire pour augmenter ou maintenir la vitesse.
Pire encore, la cavitation peut provoquer des vibrations en raison de charges d'hélice inégales et d'endommager ou de casser l'équipement. Pire encore, plus que les dommages causés par les vibrations.
Les piqûres se produisent lorsque les bulles s'effondrent et que toutes les forces sont concentrées sur une toute petite tache sur la surface de la lame. Les dommages causés par les vibrations sont très visibles et généralement évitables avec des modifications du style de fonctionnement. Les dommages causés par les piqûres peuvent se produire à un niveau très subtil et la plupart des composants affectés sont hors de vue dans les opérations quotidiennes.
Une augmentation de la puissance causée par un régulateur mal réglé peut suffire à déclencher une cavitation mineure près des pointes d'hélice et ne serait probablement pas remarquée par la plupart des équipages. Ce n'est qu'à la sortie que les dommages aux composants de l'entraînement seront remarqués. Les piqûres augmentent la surface, ce qui provoque de la corrosion et peu anti-fouling les revêtements peuvent résister aux forces de l'effondrement des bulles qui peuvent ronger l'acier trempé.
Ce même ensemble de conditions et les dommages qui en résultent peuvent également se produire à l'intérieur de choses comme les carters de pompe et les tunnels de propulseur. La cavitation est en réalité beaucoup plus facile à produire dans un environnement clos que dans une situation ouverte comme un étai et un arbre.
Dans un espace clos, il y a beaucoup moins de volume de liquide pour se précipiter et comprimer les bulles de vide qui se forment. La cavitation à l'intérieur des pompes est une des principales causes de défaillance. Transformer un centrifuge une pompe trop rapide fait bouillir le liquide dans une chambre de pompe par manque de pression. C'est encore plus problématique si vous pompez un liquide chaud comme du liquide de refroidissement ou du fioul lourd.
Dans une situation de liquide chaud, vous appliquez deux sources d'énergie qui feront bouillir le liquide. La première, la chaleur, est externe et est la forme d'ébullition la mieux comprise. Le second est le vide mécanique provoqué par la roue. Le terme technique pour cette deuxième force est Net Positive Suction Head ou NPSH.