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Kavitation tritt in Flüssigkeitsströmungen auf, bei welchen der Dampfdruck lokal unterschritten wird. Dies führt zur Ausbildung von Gasblasen (verdampfen der Flüssigkeit). Ein nachfolgender Druckanstieg Stromabwärts lässt die Blasen implodieren, was hohe Geschwindigkeiten und Temperaturen erzeugt. Geschieht dieser Vorgang in Wandnähe kommt es zu Materialabtrag, was die Lebensdauer betroffener Komponenten stark reduziert. Die Vorgänge rund um dieses Phänomen sind auch heute noch nicht restlos geklärt und Bestandteil zahlreicher wissenschaftlichen Untersuchungen.
Das Hydrolabor der Hochschule Luzern verfügt über einen Messaufbau, um kavitationsbehaftete Strömungen sichtbar zu machen und zu untersuchen. Untersuchungen wurden an einem Hydrofoil (NACA0012 Profil) durchgeführt. Mit einer Hochgeschwindigkeitskamera wurde das Phänomen der Kavitation sichtbar gemacht. Zwei Arten von Kavitation können beobachtet werden. Die beschleunigte Spaltströmung an der Schaufelspitze führt zu Spaltkavitation und der Druckabfall hinter der Eintrittskante zu Flächenkavitation auf der Oberseite der Schaufel.
Um den Bau von Prototypen und kostspielige Tests zu minimieren, sind heutzutage numerische Strömungssimulationen (CFD) im Entwicklungsprozess zentral. Experimentell gewonnene Daten werden für die Validierung und Verbesserung der Modelle zur Beschreibung von Kavitationsvorgängen benötigt.
Experimentelle Analyse