<THREAD> Cavitation
Hier je parlais de la cavitation d'une hélice de sous-marin mais ce phénomène touche beaucoup de domaines: industrie, médical, faune... alors revoyons les bases!
Hier je parlais de la cavitation d'une hélice de sous-marin mais ce phénomène touche beaucoup de domaines: industrie, médical, faune... alors revoyons les bases!
TENSION DE VAPEUR
Un fluide passe de l'état liquide à l'état gazeux (vapeur) si on le chauffe ou si on baisse sa pression. La tension de vapeur d’un corps est la pression qui s’établit à l’équilibre liquide-vapeur pour une température donnée.
Un fluide passe de l'état liquide à l'état gazeux (vapeur) si on le chauffe ou si on baisse sa pression. La tension de vapeur d’un corps est la pression qui s’établit à l’équilibre liquide-vapeur pour une température donnée.
On appelle cavitation (du latin cavus, « trou ») la naissance et l'oscillation radiale de bulles de gaz ou de vapeur dans un liquide soumis à une dépression.
Pourquoi la pression chute? Dès qu'on accélère un liquide, par exemple par une diminution de la section d'écoulement, son augmentation d'énergie cinétique se paie par une diminution d'énergie de pression et donc de la pression. 1er principe de la thermodynamique #Bernoulli
Si cette dépression est suffisamment élevée, la pression peut devenir inférieure à la pression de vapeur saturante, et une bulle de vapeur est susceptible de se former.
Pour être précis, souvent, les 1ère bulles qui apparaissent ne sont pas issues de la vaporisation du liquide mais de l'a désabsorption de gaz dissous dans le liquide (moins grave car le danger ce'est ce que je vais vous expliquer après)
La bulle de vapeur est transitoire : son apparition élimine instantanément les conditions qui lui ont donné naissance.
Se produit alors une implosion de la bulle.
Se produit alors une implosion de la bulle.
Cette implosion peut être si violente que la pression et la température à l'intérieur de la bulle, peuvent prendre des valeurs très élevées (plusieurs milliers de bars, plusieurs milliers de kelvins).
En implosant, la bulle peut émettre une onde de choc dans le liquide, qui permet briser des particules solides ou éroder des surfaces solides. Chaque bull en s'effondrant va créer un microjet supersonique, donc très puissant pouvant arracher de la matière.
Résultats sur divers organes: hélice de bateau, impulseur de pompe, corps de vanne de régulation:
ça, c'est un impulseur de pompe d'injection d'eau de Saudi Aramco. Les trous se forment là où les bulles implosent.
La cavitation émet un son très caractéristique: comme des pierre qui rouleraient dans les tuyaux. Cela fait augmenter le spectre vibratoire d'une machine dans toutes les fréquences au dessus de 1kHz en gros. Poke les sous-marins/
Autre effet: la distribution aléatoire des bulles modifie l'équilibre des masse en rotation dans une pompe par exemple et augmente son niveau vibratoire, endommageant prématurément les paliers et les systèmes d'étanchéité.
Bref la cavitation c'est pas bien...Sauf des fois! Oui car la puissances des microjets des bulles qui condensent peu être utile. Par exemple pour casser un calcul rénal. Les ultrasons sont des oscillations de pression qui vont faire caviter l'eau des tissus.
Ça me rappelle la fois où je discutais avec ma voisine d'avion, la voyant néphrologue vu ses lectures et qui me demandait mon métier. "L'inverse de vous madame, vous casser les calculs moi je les fait, je suis ingénieur"
Sinon, il y a des crevettes qui assomment leurs proies grâce à la cavitation. Brutal! youtube.com
Et pour terminer, quand vous faites craquer vos articulations, l'explication la plus en vogue c'est que vous faites caviter le liquide synovial.
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Et la vanne:
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