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、）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
 p - 絶対圧力
 pv - 蒸気圧
 ρu2 - 代表圧力（動圧）
 ρ - 流体の密度
 u - 流れの代表速度
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

Category:流体力学の無次元数