Jenis peluru baru untuk senjata kecil yang boleh ditembak dengan berkesan di darat dan di bawah air. Peluru baharu mengambil kesempatan daripada salah satu fizik yang paling biasa digunakan oleh pelayar. Kita bercakap tentang peronggaan - proses pembentukan dan keruntuhan pesat gelembung yang diisi dengan wap dalam cecair. Pada mulanya, fenomena peronggaan dianggap berbahaya, hanya mampu membahayakan kapal. Tetapi kemudian mereka menemui aplikasi yang berguna untuknya. Kami memutuskan untuk mengingati bagaimana tentera menggunakan peronggaan untuk keuntungan mereka.
Pada separuh kedua abad ke-19, kapal wap dengan kipas yang mampu mencapai kelajuan beberapa puluh knot mula muncul. Kereta-kereta ini boleh mengangkut penumpang dengan cepat dan secara umumnya dibandingkan dengan kapal layar yang perlahan. Walau bagaimanapun, pelayar tidak lama lagi mengalami kesan yang tidak menyenangkan: permukaan kipas, selepas beberapa lama beroperasi, menjadi kasar dan musnah. Baling-baling kemudiannya diperbuat daripada keluli dan sendiri dengan cepat terhakis di dalam air, jadi kemusnahannya pada mulanya dikaitkan dengan kesan buruk air laut. Tetapi pada akhir abad ke-19, saintis, termasuk John William Strett, Lord Raleigh, menggambarkan fenomena peronggaan.
Peronggaan ialah fenomena fizikal di mana buih-buih kecil yang dipenuhi wap muncul dalam cecair di belakang objek yang bergerak pantas. Contohnya, apabila baling-baling berputar, buih-buih tersebut muncul di belakang bilah dan di tepi belakangnya. Sebaik sahaja gelembung ini muncul, ia runtuh hampir serta-merta dan membentuk gelombang kejutan. Daripada setiap gelembung secara individu, ia sama sekali tidak penting, bagaimanapun, sepanjang operasi jangka panjang, gelombang mikro kejutan ini, didarab dengan bilangan buih, membawa kepada kemusnahan struktur skru. Kipas kasar yang telah kehilangan sebahagian daripada bilah dengan ketara kehilangan keberkesanannya.
Kipas moden diperbuat daripada aloi khas - kunial. Ia adalah aloi berasaskan tembaga dengan penambahan nikel dan aluminium. Oleh itu nama - kunial (CuNiAl, Cuprum-Niccolum-Aluminium). Aloi mempunyai kekuatan yang sama seperti keluli, tetapi tidak tertakluk kepada kakisan; Kipas kunial boleh kekal di dalam air selama beberapa dekad tanpa sebarang bahaya. Walau bagaimanapun, walaupun kipas moden ini terdedah kepada kemusnahan akibat peronggaan. Tetapi pakar telah belajar untuk memanjangkan hayat perkhidmatan mereka dengan mencipta sistem hidroakustik. Ia mengesan permulaan peronggaan supaya krew boleh mengurangkan kelajuan kipas untuk mengelakkan pembentukan gelembung.
Pada tahun 1970-an, aplikasi berguna untuk peronggaan ditemui. Institut Penyelidikan Tentera Laut USSR telah membangunkan torpedo peluru berpandu bawah air berkelajuan tinggi "Shkval". Tidak seperti torpedo konvensional yang digunakan dahulu dan dalam perkhidmatan hari ini, Shkval boleh mencapai kelajuan yang sangat besar - sehingga 270 knot (kira-kira 500 kilometer sejam). Sebagai perbandingan, torpedo konvensional boleh mencapai kelajuan 30 hingga 70 knot, bergantung pada jenisnya. Apabila membangunkan peluru berpandu torpedo Shkval, penyelidik, terima kasih kepada peronggaan, dapat menghilangkan rintangan air, yang menghalang kapal, torpedo dan kapal selam daripada membangunkan kelajuan tinggi.
Mana-mana objek yang diperkemas di bawah air mempunyai seretan yang tinggi. Ini disebabkan oleh ketumpatan dan kelikatan air - lebih besar daripada udara. Di samping itu, apabila bergerak di bawah air, permukaan objek dibasahi dan lapisan laminar nipis dengan kecerunan halaju besar muncul pada mereka - dari sifar pada permukaan paling objek ke halaju aliran di sempadan luar. Lapisan lamina ini mencipta rintangan tambahan. Percubaan untuk mengatasinya, sebagai contoh, dengan kuasa enjin, akan membawa kepada peningkatan beban pada kipas dan haus pantas badan objek bawah air akibat ubah bentuk.
Semasa eksperimen, jurutera Soviet mendapati bahawa peronggaan boleh mengurangkan seretan objek bawah air dengan ketara. Peluru berpandu torpedo Shkval menerima enjin roket, bahan api yang mula teroksida apabila bersentuhan dengan air laut. Enjin ini boleh mempercepatkan peluru berpandu torpedo ke kelajuan tinggi, di mana gelembung peronggaan mula terbentuk di haluan Shkval, sepenuhnya menyelubungi peluru. Pembentukan gelembung peronggaan difasilitasi oleh peranti khas di haluan roket torpedo - kavitator.
Kavitator pada Shkval adalah mesin basuh rata yang cenderung, di tengahnya terdapat lubang untuk pengambilan air. Melalui lubang ini, air memasuki petak enjin, di mana pengoksidaan bahan api berlaku. Gelembung peronggaan terbentuk di tepi mesin basuh kavitator. Roket torpedo benar-benar terbang dalam gelembung ini. Versi Shkval yang dinaik taraf boleh memukul kapal musuh pada jarak sehingga 13 kilometer. Berbanding dengan julat torpedo konvensional (30-140 kilometer), ini tidak banyak, dan ini adalah kelemahan utama peluru. Hakikatnya ialah semasa penerbangan, peluru berpandu torpedo mengeluarkan bunyi yang kuat, membuka topeng kedudukan kapal selam yang melancarkannya. Shkval meliputi 13 kilometer dengan sangat cepat, tetapi pada masa ini kapal selam tidak akan mempunyai masa untuk melepaskan tembakan balas.
Peluru berpandu torpedo yang terbang dalam gelembung peronggaan tidak boleh bergerak. Ini agak difahami: dalam rongga peronggaan, peluru tidak boleh berinteraksi dengan air untuk menukar arah. Di samping itu, perubahan mendadak dalam trajektori pergerakan akan membawa kepada keruntuhan separa rongga peronggaan, kerana bahagian mana peluru berpandu torpedo akan berakhir di dalam air dan dimusnahkan pada kelajuan tinggi. Pada mulanya, Shkval dilengkapi dengan kepala peledak nuklear dengan kapasiti 150 kiloton, yang kemudiannya digantikan dengan kepala peledak letupan tinggi konvensional dengan jisim letupan 210 kilogram. Hari ini, selain Rusia, Jerman dan Iran dipersenjatai dengan torpedo berongga.
Cavitator peluru berpandu torpedo Shkval
Satu separuh 3544 / Wikimedia Commons
Pada 2014, Institut Teknologi Harbin membentangkan konsep untuk kapal selam yang mampu bergerak di bawah air pada kelajuan hampir atau supersonik. Pemaju mengumumkan bahawa kapal selam seperti itu akan dapat belayar dari Shanghai ke San Francisco (kira-kira sepuluh ribu kilometer) dalam masa kira-kira satu jam 40 minit. Kapal selam akan bergerak di dalam rongga peronggaan. Kapal selam baharu itu akan menerima kavitator di haluan, yang akan mula beroperasi pada kelajuan lebih daripada 40 knot. Kemudian kapal selam itu akan dapat dengan cepat meningkatkan kelajuan pelayaran. Enjin roket akan bertanggungjawab untuk pergerakan kapal selam dalam rongga rongga.
Kelajuan bunyi dalam air adalah kira-kira 5.5 ribu kilometer sejam pada suhu 24 darjah dan kemasinan 35 ppm. Membentangkan konsep mereka, pemaju menyatakan bahawa sebelum mencipta kapal selam baharu, beberapa masalah perlu diselesaikan. Salah satunya ialah ketidakstabilan gelembung peronggaan di mana kapal selam mesti terbang. Di samping itu, adalah perlu untuk mencari cara yang boleh dipercayai untuk mengawal kapal yang bergerak di bawah air pada kelajuan supersonik. Sebagai salah satu pilihan, kemungkinan membuat kemudi yang melampaui rongga peronggaan sedang dipertimbangkan.
Sementara itu, pada awal 2000-an, Biro Reka Bentuk dan Penyelidikan Pusat Sukan dan Senjata Memburu Biro Reka Bentuk Instrumen Tula memutuskan untuk menggunakan fenomena peronggaan apabila mencipta mesingan baharu untuk perenang tempur. Kita bercakap tentang ADS (double-medium special assault rifle) - senapang serbu yang mampu menembak secara sama berkesan di udara dan di bawah air. Senjata itu dibuat mengikut reka bentuk bullpup (mekanisme pencetus terletak di punggung) dan mempunyai pelancar bom tangan bersepadu. Berat senjata dengan panjang 685 milimeter ialah 4.6 kilogram.
Mesingan ini menggunakan katrij PSP 5.45 mm khas untuk menembak di bawah air. Mereka dilengkapi dengan peluru keluli dalam bentuk jarum sepanjang 53 milimeter. Berat peluru ialah 16 gram. Peluru itu dimasukkan ke dalam bekas kartrij dengan cas serbuk untuk sebahagian besar panjangnya, supaya panjang keseluruhan kartrij sepadan dengan peluru automatik berkaliber 5.45 mm konvensional. Peluru kartrij PSP mempunyai kawasan rata di hujungnya. Apabila bergerak di bawah air, platform ini mencipta rongga peronggaan di sekeliling peluru. Terima kasih kepada ciri ini, julat tembakan berkesan ADS di bawah air pada kedalaman lima meter ialah 25 meter.
Sebagai tambahan kepada kartrij khas, mesingan itu mampu menembak peluru konvensional. ADS boleh dilengkapi dengan muffler. Kadar kebakaran ADF di darat ialah 800 pusingan seminit, dan jarak berkesan ialah 500 meter. Senjata itu dilengkapi dengan majalah kotak boleh tanggal dengan kapasiti 30 butir. Mesin mempunyai suis untuk mod operasi mekanisme ekzos gas air/udara. Ia mengubah operasi mekanisme pemuatan semula, menyesuaikannya untuk berfungsi di udara atau air. Tanpa mod berasingan, mekanisme pengecasan semula dalam air boleh tersekat.
Senjata moden konvensional juga mampu menembak di bawah air, tetapi tidak banyak digunakan untuk tujuan ini. Pertama, rintangan inersia cecair dan ketumpatan air yang lebih besar daripada udara tidak membenarkan senjata automatik memuatkan semula senjata dengan cepat, malah kadangkala menjadikannya mustahil. Kedua, bahan senapang serangan darat dan pistol pada mulanya tidak direka bentuk untuk berfungsi dalam persekitaran akuatik dan tidak tahan terhadap pendedahan berpanjangan - ia cepat kehilangan pelinciran, karat dan gagal akibat kejutan hidraulik. Pada masa yang sama, peluru biasa, yang sangat tepat di darat, menjadi tidak berguna sama sekali di dalam air.
Hakikatnya ialah bentuk aerodinamik peluru biasa menjadikan trajektori penerbangannya di dalam air sukar untuk diramalkan. Sebagai contoh, di sempadan lapisan air suam dan sejuk, peluru boleh memantul, menyimpang dari paksi membujur pukulan. Di samping itu, kerana bentuknya, peluru senjata kecil di bawah air dengan cepat kehilangan tenaganya, dan oleh itu boleh membawa maut. Akibatnya, memukul sasaran dengan senapang serangan Kalashnikov yang sama di dalam air menjadi hampir mustahil walaupun pada jarak yang sangat dekat. Akhirnya, peluru plumbum biasa dengan jaket tombac (aloi loyang berasaskan tembaga dan nikel) cepat berubah bentuk di bawah air malah boleh dimusnahkan.
Masalah peluru hancur telah diselesaikan oleh syarikat Norway DSG Technology. Dia membangunkan jenis peluru baharu, CAV-X. Mereka tidak mempunyai bentuk ogif klasik, seperti peluru biasa, tetapi bentuk kon. Hujung peluru diratakan dan apabila terkena air ia mula bertindak sebagai perongga, yang menyebabkan rongga peronggaan terbentuk di sekeliling peluru. Akibatnya, peluru boleh dikatakan tidak bersentuhan dengan air dan mengekalkan tenaga kinetik lebih lama. Peluru cavitating CAV-X tidak lebih panjang daripada peluru konvensional berkaliber yang sama, tidak seperti peluru Rusia dalam kartrij PSP.
Peluru berongga diperbuat daripada tungsten dan ditekan ke dalam bekas loyang. Hari ini mereka dihasilkan dalam kaliber 5.56, 7.62 dan 12.7 milimeter. Menurut Teknologi DSG, di bawah air, peluru cavitating berkaliber ini mengekalkan kesan mautnya pada julat 14, 22 dan 60 meter, masing-masing. Pada masa yang sama, peluru berkaliber lain sehingga artileri 155 milimeter juga boleh dirongga. Benar, kebolehlaksanaan mencipta cengkerang untuk penangkapan dalam air sangat diragui. Masih belum diketahui jenis senjata peluru cavitating CAV-X yang dirancang untuk digunakan. Senjata kecil konvensional tanpa pengubahsuaian khas tidak sesuai untuk menembak di bawah air.
Walau bagaimanapun, peluru cavitating boleh berguna apabila menembak sasaran bawah air dari darat. Jika anda menembak, katakan, pada perenang tempur di bawah air dari pantai dengan pistol atau mesingan konvensional, maka kemungkinan besar dia akan berenang tanpa cedera. Hakikatnya adalah bahawa peluru sama ada akan melambatkan secara mendadak apabila ia terkena air atau memantul darinya; ini bergantung pada sudut paksi tong ke permukaan air di mana penembakan dijalankan. Peluru berongga akan dapat, secara praktikal tanpa pesongan, melepasi permukaan air dan mengenai sasaran bawah air. Tetapi tentera tidak menghadapi keperluan untuk menembak musuh bawah air dari darat dengan kerap sehingga mereka memulakan pembelian besar-besaran kartrij dengan peluru CAV-X.
Walaupun jurutera tentera dapat mencari kegunaan yang berguna untuk peronggaan, pada umumnya ciptaan mereka tidak begitu popular. Torpedo peluru berpandu Shkval tidak pernah digunakan dalam pertempuran, dan hari ini ia tidak digunakan sama sekali oleh armada Rusia - peluru ini ternyata terlalu bising dan jarak dekat. Kartrij untuk menembak dalam air hanya diperlukan oleh perenang tempur dan pensabotaj dan jarang digunakan. Sukar untuk mempercayai keupayaan pakar China untuk mereka bentuk kapal selam yang berongga. Jadi, mungkin, peronggaan masih merupakan fenomena fizikal yang lebih baik untuk cuba dielakkan.
Vasily Sychev
Konsep ini dijelaskan seperti berikut: pembentukan ketakselanjaran dalam kesinambungan cecair akibat penurunan tekanan tempatan di dalamnya. Pecah cecair, sudah tentu, gelembung. Perkataan cavitation berasal daripada perkataan Latin cavitas, yang bermaksud kekosongan.
Mari kita buat sementara matlamat yang berbeza: mari kita berkenalan dengan corak asas yang mengawal cecair yang mengalir dalam tiub. Mari kita bayangkan satu tiub mendatar keratan rentas berubah-ubah yang melaluinya cecair mengalir. Di mana luas keratan rentas lebih kecil, cecair mengalir lebih cepat, dan di mana ia lebih besar, ia mengalir dengan lebih perlahan. Mengikut undang-undang pemuliharaan tenaga, berikut boleh dinyatakan. Di atas isipadu cecair mengalir yang diperuntukkan, kerja dilakukan oleh daya tekanan yang memaksa alirannya. Jika bendalir tidak mempunyai kelikatan, maka kerja ini akan dibelanjakan hanya untuk menukar tenaga kinetiknya. Undang-undang pemuliharaan tenaga memberikan hak untuk menyamakan kerja daya tekanan dengan perubahan tenaga kinetik bendalir. Daripada kesamaan ini mengikuti persamaan Daniel Bernoulli, yang dipenuhi dalam mana-mana bahagian tiub:
Dalam persamaan ini, ialah ketumpatan cecair, ialah kelajuan alirannya, ialah tekanan cecair dalam aliran, dan merupakan nilai malar. Anda boleh membacanya seperti ini: jumlah ketumpatan tenaga kinetik dan tekanan dalam cecair yang mengalir kekal tidak berubah.
Persamaan yang ditulis adalah asas dalam sains bendalir.
Mari kita lihat formula dengan teliti. Inilah yang dikatakan formula: semakin sempit keratan rentas tiub, semakin besar , semakin banyak, semakin sedikit, yang bermaksud" itu mungkin terlalu tinggi sehingga tekanan akan kurang daripada beberapa nilai kritikal. Gelembung gas atau wap hadir dalam cecair yang bergerak dan terperangkap dalam zon di mana ia mula meningkat dalam jumlah, cecair "berongga", bertukar menjadi medium seperti buih. Bergerak bersama-sama dengan aliran ke kawasan di mana terdapat tekanan, gelembung mula runtuh dan hilang.
Jadi, kami dengan yakin meramalkan penampilan buih dalam cecair yang mengalir, berdasarkan, sebagai asas, hanya pada undang-undang pemuliharaan tenaga. Asasnya kukuh dan anda harus mencari buih.
Malah, peronggaan juga boleh berlaku apabila, atas sebab tertentu, kawasan muncul dalam cecair di mana kelajuan pergerakannya berbeza. Contohnya, berhampiran bilah berputar kapal motor, atau berhampiran rod yang bergetar di dalam air.
"Setitik melenyapkan batu" - semua orang tahu ini. Tetapi hakikat bahawa gelembung memusnahkan logam nampaknya tidak diketahui umum. Banyak kes kemusnahan kipas kapal berkelajuan tinggi oleh buih peronggaan telah direkodkan. Kemusnahan ini kadangkala melumpuhkan kipas dalam masa beberapa jam sahaja dari pelayaran kapal. Zon peronggaan berhampiran kipas berputar dikaji dengan teliti oleh pembina kapal untuk memilih bentuk yang optimum di mana, tanpa menjejaskan ciri lain kipas kapal, rintangan peronggaannya akan menjadi lebih besar. Ini adalah peringkat penting dalam reka bentuk dan pembuatan kapal.
Berikut adalah satu lagi contoh kesan peronggaan yang merosakkan. Jika batang logam bergetar di dalam air, permukaan hujungnya akan ditutup dengan kawasan pemusnahan peronggaan: buih memusnahkan logam.
Terdapat beberapa andaian tentang mekanisme penghantaran gelembung terbang ke permukaan logam. Setelah mencapai permukaan halangan, gelembung boleh runtuh dengan cepat, merangsang gelombang kejutan, dan ini akan melibatkan kesan air pada permukaan. Ahli fizik yang telah mengkaji pemusnahan peronggaan logam secara terperinci telah menjadi yakin bahawa tekanan nadi yang dirasakan oleh permukaan adalah mencukupi untuk gelembung mencipta dan membangunkan sumber pemusnahan pada permukaan logam. Contohnya, ini: tekanan nadi yang berulang kali membawa kepada kegagalan keletihan setempat.
Hari ini, terdapat banyak penerbitan yang dikhaskan untuk masalah peronggaan dan kaedah untuk menghapuskannya, tetapi hanya beberapa daripada mereka yang menjelaskan sebab mengapa gelembung mempunyai kesan yang merosakkan.
Kemunculan peronggaan dalam pam emparan biasanya didahului dengan mendidih. Ini tidak bermakna bahawa mendidih dengan sendirinya berbahaya, tetapi jika gelembung yang terhasil tidak meletup, maka ia boleh menimbulkan daya yang sangat kuat. Mendidih adalah salah satu proses di mana perubahan keadaan cecair berlaku dan bertukar menjadi wap.
Air cecair dan gelembung wap air yang terbentuk semasa mendidih adalah terdiri daripada molekul yang sama. Perbezaan utama antara mereka adalah tahap tenaga molekul dan jumlah ruang yang mereka duduki akibat tenaga yang diterima. Molekul wap mempunyai tahap tenaga yang jauh lebih tinggi. Pergerakan cepat dan panjang mereka memerlukan lebih banyak ruang daripada molekul cecair.
Mendidih dan pembentukan gelembung wap berlaku apabila tenaga molekul air dalam keadaan cecair menjadi lebih besar daripada tekanan air dan tekanan atmosfera yang bertindak pada permukaannya. Proses ini biasanya dijelaskan dari segi haba, tetapi dalam industri pengepaman adalah perubahan tekanan yang paling penting.
Pada tekanan atmosfera pada paras laut 760 mmHg, air dalam periuk mendidih pada suhu 100ºC. Isipadu gelembung wap yang terbentuk pada takat didih 100ºC akan menjadi 1673 kali lebih besar daripada isipadu gelembung air pada suhu yang sama. Apabila ia mencapai permukaan air, ia meletup, membebaskan tenaga haba dan tekanan. Sumber tenaga utama masih haba. Gelombang letupan yang dihasilkan apabila gelembung pecah mempunyai daya yang sedikit, kerana tekanan dalam gelembung adalah kurang daripada satu atmosfera, dan tenaga dilesapkan ke semua arah di atas permukaan air.
Jika anda memanaskan periuk yang sama, contohnya, di bahagian selatan Kislovodsk, di mana ketinggian di atas paras laut mencapai 1600 m, maka air di dalamnya akan mendidih pada suhu 95ºC. Takat didih yang lebih rendah dikaitkan dengan kedudukan yang lebih tinggi di atas paras Merya dan tekanan atmosfera yang lebih rendah sebanyak 632 mmHg. Apabila tekanan pada permukaan air lebih rendah, kurang tenaga haba diperlukan untuk memulakan peralihan air dari satu keadaan ke keadaan lain. Dan apabila tekanan berkurangan, semakin kurang haba akan diperlukan, dan pada tahap tekanan lebih kurang 4.5 mmHg, air mudah mendidih pada suhu beku.
Corak yang sama juga berfungsi secara terbalik: jika tekanan pada permukaan air meningkat lebih daripada satu atmosfera, takat didih juga akan meningkat. Jika tekanan menjadi lebih tinggi semasa mendidih, gelembung wap tidak akan meletup. Mereka runtuh dan kembali ke keadaan cair asalnya.
Proses yang sama berlaku dalam pam emparan semasa peronggaan. Peronggaan sedutan, bentuk yang paling biasa dan mudah diramalkan, berlaku apabila tekanan kepala positif berkesan di bahagian sedutan pam jatuh di bawah tekanan wap air yang terkandung dalam hujung sedutan pam (tekanan wap ialah tekanan yang diperlukan untuk mengekalkan air dalam keadaan cair pada suhu tertentu). Bahagian bilah pendesak yang paling mudah terdedah kepada kesan peronggaan jenis ini adalah yang berada di kawasan tekanan paling rendah, iaitu, yang terletak berhampiran salur masuk. Di bahagian ini, bilah mempunyai lenturan maksimum, dan apabila air mengalir di sekelilingnya, tekanan pada permukaannya menjadi lebih rendah.
Pada tekanan yang cukup rendah, buih boleh terbentuk (dengan mendidih) yang runtuh dalam masa kurang dari satu saat apabila ia memasuki kawasan dengan tekanan yang sedikit lebih tinggi. Tenaga yang dibebaskan apabila gelembung wap air runtuh secara radikal berbeza daripada yang dihasilkan apabila ia meletup. Tidak seperti gelembung wap yang meletup di permukaan air, gelembung yang runtuh sebenarnya kembali semula kepada keadaan cair. Walaupun haba juga dibebaskan semasa proses ini, sumber tenaga utama dalam kes ini adalah gelombang kejutan yang terbentuk akibat daripada keruntuhan buih.
Gelombang kejutan terbentuk oleh perlanggaran molekul air, yang bergegas ke tempat di mana gelembung runtuh untuk mengisi kekosongan yang terhasil. Kekuatan gelombang kejutan bergantung kepada beberapa faktor. Penyelidikan menunjukkan bahawa jangka hayat gelembung (dari pembentukan hingga runtuh) ialah tiga milisaat (0.003 saat), jadi proses ini berlaku dengan sangat cepat. Lebih cepat molekul air berlanggar, lebih banyak tenaga dibebaskan.
Saiz gelembung wap peronggaan boleh menjadi jauh lebih besar daripada yang terbentuk semasa proses pendidihan standard pada tekanan atmosfera biasa. Contohnya, pada suhu 20ºC (suhu pam piawai), gelembung wap yang terbentuk akibat peronggaan adalah hampir 35 kali lebih besar daripada yang terbentuk pada suhu 100ºC! Dan semakin besar saiz gelembung, semakin besar jisim air yang terlibat dalam perlanggaran.
Bersama-sama faktor ini (kelajuan dan jisim) memberikan jumlah tenaga kinetik gelembung runtuh (KE = ½ mv²). Kelajuan tinggi yang terhasil daripada keruntuhan pesat gelembung dan jisim yang besar disebabkan oleh saiz gelembung mengakibatkan pembebasan tenaga yang sangat besar. Pada masa yang sama, proses yang lebih penting berlaku, yang meningkatkan kuasa pemusnah gelembung yang runtuh.
Rajah 1 menunjukkan satu siri gambar yang menggambarkan keruntuhan secara beransur-ansur gelembung wap. Pada peringkat 1, gelembung mempunyai bentuk hampir bulat, yang mula merata pada peringkat 2. Proses ini berterusan sehingga peringkat 18, diikuti dengan keruntuhan sepenuhnya.
Rajah 1. Daripada Cavitation and Bubble Dynamics oleh Christopher Brennen
dan diterbitkan pada tahun 1995 oleh Oxford University Press
Perkara yang menarik untuk diperhatikan berlaku semasa langkah 7, di mana kemurungan mula terbentuk di bahagian bawah gelembung. Pembentukan ini, yang dipanggil "microjet pintu masuk", terbentuk pada salah satu permukaan rata dan terus meningkat dalam saiz sehingga peringkat 13. Pada peringkat 14, jet ini menembusi permukaan atas gelembung dan mengarahkan daya runtuh ke satu arah.
Kajian itu juga menunjukkan bahawa jika gelembung runtuh berhampiran dinding objek pepejal (bilah atau selongsong pelindung), tindakan mikrojet hampir selalu ditujukan ke arah dinding. Dalam erti kata lain, semua tenaga keruntuhan diarahkan ke beberapa kawasan mikroskopik permukaan pendesak, dan akibatnya, pemusnahan logam bermula.
Ia adalah gabungan tenaga yang sangat tertumpu dan tumpuannya dalam satu arah yang memberikan gelembung yang runtuh itu kuasa yang merosakkan. Dan walaupun gelembung runtuh jauh dari permukaan pendesak dan logam tidak dimusnahkan, gelombang kejutan masih menyebabkan getaran yang teruk, yang boleh menyebabkan kerosakan lain pada pam.
Jurutera syarikat
LLC "Pam Perindustrian"
Sergey Egorov
Wira filem misteri
Pada penghujung abad ke-19, tentera laut Inggeris akan diisi semula dengan dua kapal yang sesuai untuk masa itu. "Dering" dan "Turbinia" terpaksa lulus ujian terakhir - untuk kelajuan, yang, dengan cara itu, dikemukakan oleh pereka sebagai kelebihan utama mereka. Malangnya, kelajuan yang dikira tidak dapat dicapai. Kajian terperinci tentang kemungkinan sebab kegagalan menunjukkan: kipas haus dengan sangat intensif pada kelajuan tinggi, ditutup dengan lubang, rongga, dan penyebabnya adalah banyak gelembung wap udara yang muncul pada bilah.
Dalam keadaan sedemikian, teknologi mula-mula mengenali peronggaan. Ia adalah teknik. Kerana sains telah mengetahui fenomena ini selama dua puluh tahun. Ia secara teorinya telah diramalkan oleh ahli fizik Inggeris O. Reynolds. Dan jika pereka lebih prihatin terhadap penyelidikan asas rakan senegara mereka, mungkin rasa malu itu tidak akan berlaku.
Ya, ahli teori boleh memberi amaran kepada jurutera supaya tidak terlalu teruja. Tetapi tidak lebih. Jika dia ditanya bagaimana untuk membina kapal yang benar-benar berkelajuan ultra tinggi, memintas peronggaan dalam beberapa cara, saintis tidak akan mempunyai jawapan.
Dan sehingga hari ini, lebih daripada satu abad kemudian sejak peronggaan ditemui, sains yang mengkaji fenomena ini berhutang kepada teknologi. Ia tidak selalu mungkin untuk membuat pengiraan tepat ambang di luar peronggaan, yang merosakkan mesin atau struktur, berlaku. Ia masih runtuh, ia mendedahkan, logam kipas, bilah pam dan turbin, badan konkrit empangan, terusan, dan kunci.
Lebih sukar lagi - dan pemikiran yang menggoda tentang perkara ini tidak dilahirkan semalam - untuk mengubah kuasa peronggaan yang merosakkan dan menjadikan mereka sekutu.
Mengapa sains moden yang hebat menyerah kepada rahsia peronggaan yang paling penting?
Pertama, mari kita ingat apa yang dia tahu tentang fenomena ini dengan pasti. Gelembung peronggaan muncul dalam cecair jika tekanan berkurangan dicipta di dalamnya. Ini berlaku, sebagai contoh, apabila mengalir mengelilingi jasad pepejal pada kelajuan tinggi atau, yang pada asasnya setara, apabila badan itu sendiri bergerak pantas dalam cecair. Bunyi dan gelombang ultrasonik yang melalui cecair juga mewujudkan kawasan tekanan rendah dan menyebabkan peronggaan. Gelembung peronggaan tidak bertahan lama. Dengan kelajuan yang hebat, dalam pecahan kecil sesaat, mereka runtuh. Runtuhan ini, seperti letupan, menghasilkan gelombang kejutan. Biarkan ini hanya letupan mikro. Dalam masa yang singkat, ratusan, ribuan daripadanya berlaku. Mereka bertindih antara satu sama lain, melipatgandakan kuasa mereka. Pada titik yang berbeza dalam cecair, suhu serta-merta melonjak kepada beribu-ribu darjah, tekanan kepada berpuluh-puluh atmosfera. Gelembung boleh menghasilkan sinar sengat terbaik yang bertindak pada permukaan keras seperti peluru terkumpul yang memusnahkan perisai! Di sinilah buih tanpa berat mempunyai kuasa yang luar biasa.
Selalunya, malangnya, kuasa ini merosakkan. Hanya dalam beberapa kes mereka mula berfungsi dengan berguna hari ini - contohnya, mereka membersihkan permukaan bahagian, membantu mendedahkan corak semula jadi batu penamat, dan mencampurkan cecair "tidak serasi" seperti petrol dan air. Untuk memerangi peronggaan yang berbahaya dan merosakkan dengan lebih baik dan menggunakannya sepenuhnya untuk kebaikan, hanya ada satu cara - untuk menembusi lebih dalam ke dalam rahsianya.
Apakah perbezaan antara gelembung peronggaan dan gelembung biasa? Apa yang berlaku di dalam? Menurut undang-undang apakah perubahan tenaga berlaku di dalamnya? Jika para saintis tahu jawapan kepada soalan-soalan ini hari ini, lihat, esok kapal-kapal yang sangat laju akan menjadi nyata. Tetapi setakat ini hanya terdapat banyak hipotesis yang bersaing. Dan ini bermakna jurutera tidak dapat mengira dengan ketepatan yang diperlukan struktur atau mesin baru di mana dia ingin memanfaatkan daya peronggaan.
Betapa pengetahuan yang tidak mencukupi tentang fenomena ini ditunjukkan oleh contoh ini. Hampir setengah abad yang lalu, sonoluminescence ditemui - cahaya cecair di bawah pengaruh ultrasound, serta tindak balas sonokimia yang berlaku hanya apabila reagen disinari dengan bunyi. Kedua-dua fenomena ini sangat intensif tenaga, dan hanya peronggaan boleh menyebabkannya. Kesannya menjadi sejenis ujian untuk peronggaan. Walau bagaimanapun, mekanisme dan sifatnya masih menjadi misteri.
Mengapa peronggaan tidak boleh diakses? Apakah halangan yang menghalang rahsianya? Untuk lebih jelas membayangkan transformasi yang berlaku dengan gelembung peronggaan, anda mesti memantau dengan teliti bagaimana ia dilahirkan, bergerak, hilang, dalam satu perkataan, semua peringkat kehidupannya.
Gelembung peronggaan telah menjadi salah satu watak utama filem sains. Ia difilemkan pada filem yang tidak terkira banyaknya di berpuluh-puluh makmal di seluruh dunia. Tetapi malangnya, penggambaran ultra-kelajuan tinggi pun tidak dapat mengikuti detik-detik hidupnya. Wira filem kita hidup hanya seratus perseribu atau bahkan sepersejuta saat! Kita juga mesti mengambil kira: saiz buih adalah perseratus, perseribu milimeter. Akhirnya, peronggaan bukanlah satu malah seribu buih yang lahir dalam sekelip mata. Dalam satu sentimeter padu medan peronggaan yang dipanggil, kira-kira satu bilion daripadanya berdenyut sekaligus! Bukan kebetulan bahawa salah satu wira pertama pawagam holografik, sebaik sahaja ia muncul di makmal, versi eksperimen, sekali lagi menjadi gelembung peronggaan... Dan misteri tidak berkurangan.
Landak secara in vitro
Dalam sains ia sering berlaku seperti ini: untuk menyelesaikan apa-apa masalah yang kompleks, di mana minda terbaik, bersenjatakan teknologi paling maju, telah bergelut selama bertahun-tahun, beberapa idea yang sangat mudah, beberapa pengalaman rendah, hampir sekolah, hilang. Dalam masalah peronggaan, langkah yang mungkin menentukan ini telah diambil oleh saintis dari sektor fizik kimia di Institut Penyelidikan Saintifik All-Union bagi Sintesis Organik.
Walaupun sesetengah penyelidik bergantung pada peralatan yang semakin canggih dan kaedah terkini untuk menyelesaikan sistem persamaan pembezaan yang luar biasa kompleks untuk gerakan buih, pakar VNIIOS sedang mencari penyelesaian penyelesaian bukan hadapan. Apakah muslihat mereka? Mereka membuat alasan seperti ini. Sukar untuk melihat dengan jelas gelembung peronggaan kerana saiznya yang kecil dan jangka hayat yang sangat singkat. Ini bergantung kepada kekerapan ayunan yang merangsang peronggaan. Jika penyelidik dapat memperoleh peronggaan, katakan, pada frekuensi 10-100 Hz, buih, mengikut pengiraan, boleh hidup selama sepersepuluh saat dan bersaiz sehingga satu sentimeter. Kemudian kita akan melihat wira filem kita dalam jarak dekat.
Adakah idea mudah ini benar-benar tidak pernah berlaku kepada sesiapa sebelum ini? Sudah tentu dia datang. Terdapat banyak percubaan. Satu artikel dengan hasil yang terakhir, yang telah dijalankan oleh penyelidik Amerika, terletak di atas meja ketua sektor, M. A. Margulis. Dan tiada apa yang melegakan mengenainya. Sekali lagi, pengesahan sudut pandangan biasa telah diterima: peronggaan adalah fenomena ambang, iaitu, ia berlaku bermula dari frekuensi tertentu, dan kekerapan ini dikira, sayangnya, dalam kilohertz... Namun, sesuatu memaksa saya untuk menghasilkan semula percubaan yang jelas tidak berjaya. Ini didorong oleh kedua-dua kemarahan yang baik terhadap masalah yang sukar dikawal, dan semangat untuk penyelidikan, ketabahan, dan gerak hati.
Tidak sukar bagi Amerika untuk menjalankan eksperimen itu. Skemanya adalah mudah: rod berayun diturunkan ke dalam bekas dengan cecair, dan spektrometer, jika peronggaan berlaku, harus mencatatkan cahaya. Semuanya dilakukan sebagaimana mestinya - tidak seperti peronggaan. Kami cuba meningkatkan amplitud ayunan rod, mengatakan bahawa pengujaan akan menjadi lebih sengit. Spektrometer ultrasensitif adalah senyap. Gegaran dan pergolakan dalam cecair semakin kuat, tetapi tidak ada regangan. Cecair itu kelihatan terlalu kenyal, walaupun ia berpusing, ia masih dapat mengalir mengelilingi rod yang berayun perlahan. Tetapi adalah perlu bahawa dia melihat getaran joran seolah-olah ia adalah pukulan. Bagaimana untuk mencapai ini?
Ia sudah cukup untuk mengecualikan aliran di sekeliling rod berayun, dan peronggaan frekuensi rendah ditemui
Percubaan baru telah dijalankan dengan peralatan yang mungkin akan ditemui walaupun di dalam bilik darjah fizik sekolah: tabung uji, dirian, rod yang diukir daripada kaca plexiglass, pembesar suara 25 watt, penguat tiub lama... Satu-satunya kehalusan - sebatang rod berayun dalam bentuk omboh dibuat supaya celah dengan dinding tabung uji hanya sepersepuluh milimeter. Pada masa yang sama, cecair tidak lagi dapat mengalir di sekeliling rod semudah dahulu.
Penjana bunyi dihidupkan pada frekuensi 90 Hz. M. A. Margulis berkata tentang apa yang berlaku seterusnya:
Kami tidak perasan sesuatu yang istimewa selama seminit. Kemudian, di kawasan kecil berhampiran dinding tabung uji yang dipenuhi dengan cecair, buih sfera kecil muncul di bawah omboh berayun. Bilangan mereka bertambah dengan pesat. Mereka membentuk gumpalan besar yang kelihatan seperti landak. Landak ini kelihatan berdenyut. Mereka mula meningkatkan kekerapan secara beransur-ansur. Pada 200 Hz dan lebih tinggi, adalah mungkin untuk mencipta dua atau lebih landak yang luar biasa. Mereka dilahirkan di bahagian yang berlainan dalam tabung uji. Dari semasa ke semasa mereka meluru ke arah satu sama lain, bergabung dan kemudian terbang berasingan dengan kemalangan. Ia serta-merta dapat dilihat bahawa landak tidak kelihatan seperti konglomerat - gugusan gelembung berdenyut individu, tetapi adalah buih yang besar dan berbentuk aneh...
Tetapi tidak semuanya ditangkap dengan mata kasar. Para saintis menggunakan alat biasa mereka - penggambaran berkelajuan tinggi. Kami memainkan video yang difilemkan, tetapi... kami tidak menemui sebarang landak. Tonjolan, proses yang agak tebal, sesungut melengkung yang rumit, yang kelihatan seperti memanah keluar dari badan gelembung besar, sama sekali tidak menyerupai jarum penghuni hutan yang comel. Dan saintis memberi makhluk luar biasa ini nama yang lebih prosaik - gelembung besar yang cacat (disingkat BDP). Pada skrin adalah mungkin untuk melihat bagaimana buih sfera lutsinar kecil yang pecah dari BDP dan kemudian bergegas kembali.
Apakah itu? Peronggaan, menghasilkan suhu ribuan darjah dan tekanan besar? Atau, mungkin, beberapa fenomena baru diperhatikan buat kali pertama? Untuk menyemak, seperti yang kita sedia maklum, terdapat ujian khas, jenis ujian litmus yang mendedahkan peronggaan - tindak balas bunyi-kimia dan cahaya cecair.
Memecahkan halangan
Dalam percubaan ujian yang pertama, bunyi frekuensi rendah dengan mudah mencetuskan tindak balas berantai untuk menukar asid maleik kepada asid fumarik. Keraguan masih kekal - walaupun tindak balas ini dianggap kompleks dan berubah-ubah di kalangan ahli kimia, ia memerlukan tenaga yang agak sedikit untuk memulakannya. Tetapi apabila dalam tabung uji makmal besi divalen bertukar menjadi trivalen, apabila molekul air mula berpecah di dalamnya, seperti kacang di bawah tukul, tidak ada lagi dua pendapat - peronggaan sebenar teruja. Pada mulanya, penyelidik sendiri sukar mempercayai keputusan mereka sendiri. Walau bagaimanapun, semakan berulang mengesahkan bahawa tindak balas bunyi-kimia boleh dilakukan pada frekuensi bunyi 7 Hz, dan beberapa penyelesaian mula bersinar pada 30 Hz.
Kita bercakap tentang penemuan yang boleh dipanggil panas. Penyelidikan ke dalam peronggaan frekuensi rendah baru sahaja bermula.
Walau bagaimanapun, dari hari-hari pertama mereka membawa hasil yang menarik. Sebagai contoh, sebaik sahaja saintis melihat BDP dengan mata mereka sendiri dan yakin bahawa mereka merongga, salah satu teori peronggaan yang paling berwibawa runtuh. Adalah dipercayai bahawa caj bertentangan timbul pada permukaan gelembung peronggaan yang muncul. Pada masa tertentu, kerosakan elektronik berlaku. Oleh itu pelepasan tenaga yang besar, cahaya, dan permulaan tindak balas kimia yang paling sukar. Satu-satunya syarat untuk perkara sedemikian ialah gelembung peronggaan mestilah... bentuk kanta yang betul betul. Pada skrin, seperti yang kita tahu, para penyelidik melihat sejenis tumbuhan berbentuk hebat.
"Faham" bukan sahaja kepada teori elektrik, tetapi juga kepada yang lain - teori terma peronggaan. Ia berbunyi: dalam proses pemampatan pantas dan keruntuhan gelembung peronggaan, campuran wap-gas dipanaskan pada suhu beribu-ribu darjah. Pada masa yang sama, ia secara semula jadi mula bersinar seperti filamen mentol lampu biasa, dan suhu plasma membelah molekul dan memulakan tindak balas kimia yang paling luar biasa. Walau bagaimanapun, kini, sebagai hasil penyelidikan yang teliti, ia telah ditubuhkan: sonoluminescence adalah cahaya sejuk yang sama seperti kelip-kelip yang berkelip-kelip pada waktu malam.
Hampir setiap eksperimen baharu menunjukkan peronggaan yang kini dikenali dari sudut yang tidak dijangka dan mendedahkan kebolehannya yang luar biasa. Katakan kuasa pemusnah peronggaan frekuensi tinggi terkenal. Ia boleh mengubah permukaan licin logam menjadi kasar dalam masa beberapa minit, memotong zarah yang agak besar. Peronggaan frekuensi rendah, sebaliknya, ternyata menjadi senjata yang halus dan halus. Tidak sukar baginya untuk melicinkan dan menggilap permukaan yang paling kasar, hanya menusuk zarah logam mikroskopik.
Peronggaan frekuensi rendah dengan mudah dan cepat menyediakan emulsi daripada cecair yang tidak boleh larut dalam keadaan biasa, butiran pepejal yang dihancurkan direndam dalam cecair, melancarkan tindak balas kimia yang paling intensif tenaga... Sudah tentu, peronggaan ultrasonik, frekuensi tinggi boleh melakukan semua ini. Tetapi untuk menciptanya, seperti yang anda ketahui, anda memerlukan peralatan khas, penjana. Sekarang sambungkan sumber ayunan ke rangkaian yang menggerakkan radio rumah anda, dan semua kebolehan peronggaan yang berguna tersedia untuk anda. Katakan anda perlu mencampur bahan dengan penuh berhati-hati dan kelajuan dalam reaktor kimia dengan kapasiti beberapa tangki kereta api. Tugas ini adalah yang paling biasa, biasa untuk industri kimia, farmaseutikal dan mikrobiologi. Penyelesaian tradisional: pengadun adalah sesuatu seperti kipas atau gerimit skru, diperbuat daripada aloi yang paling mahal, tahan kimia. Atau anda boleh memasang sumber ayunan mudah ke dalam reaktor dan pasangkannya ke saluran keluar rangkaian biasa - kesannya, seperti yang ditunjukkan oleh pengiraan, akan menjadi lebih baik.
Tidak mungkin sesiapa hari ini akan dapat meramalkan pelbagai aplikasi praktikal penemuan "kedua" peronggaan. Buat masa ini, ia hanya membuka jalan untuk pemahaman yang lebih mendalam tentang fenomena menarik ini dan mengatasi halangan yang menghalang penyelidik selama beberapa dekad. Memahami mekanisme peronggaan sebenar, bagaimana dan di mana kuasa luar biasa timbul, masih akan datang. Dan di belakangnya, seperti biasa berlaku dalam sains, adalah peluang baru untuk jurutera, pereka, ahli teknologi, yang hari ini mustahil untuk diramalkan.
L. GALAMAGA, jurutera-fizik
Lukisan oleh A. MATROSOV
Kandungan artikel
CAVITATION, pembentukan gelembung gas dalam cecair. Istilah ini diperkenalkan kira-kira. 1894 oleh jurutera British R. Froude. Jika tekanan pada mana-mana titik dalam cecair menjadi sama dengan tekanan wap tepu cecair ini, maka cecair pada titik itu tersejat dan gelembung wap terbentuk. Contohnya ialah air mendidih. Apabila air dipanaskan, tekanan wap tepunya meningkat. Apabila takat didih dicapai, tekanan stim menjadi sama dengan tekanan ambien dan gelembung wap muncul di dalam air.
Gelembung wap terbentuk dengan lebih mudah dalam cecair pada tekanan yang dikurangkan. Apabila tekanan persekitaran menjadi lebih besar daripada tekanan wap tepu cecair, gelembung peronggaan runtuh dengan daya. Keruntuhan buih sedemikian menghasilkan bunyi, menyebabkan getaran dan kerosakan pada struktur, dan menjejaskan operasi mesin dan mekanisme yang berkaitan. Penurunan tempatan dalam tekanan dalam cecair berlaku dengan pergerakan relatif cepat badan dan cecair.
undang-undang Bernoulli.
Mengikut undang-undang Bernoulli, dalam cecair tanpa geseran tenaga adalah malar sepanjang garis arus. Ini boleh dinyatakan dengan persamaan
di mana hlm- tekanan, r– ketumpatan, dan v- kelajuan. Subskrip 0, 1 dan 2 merujuk kepada mana-mana tiga mata pada garisan yang diberikan.
Daripada kesamaan ini, apabila kelajuan meningkat, tekanan tempatan berkurangan (berkadar dengan kuasa dua kelajuan). Mana-mana zarah cecair yang bergerak sepanjang garisan melengkung, sebagai contoh, menyelubungi profil (Rajah 1), dipercepatkan dan mengalami penurunan tekanan tempatan. Jika tekanan turun kepada tekanan wap tepu, peronggaan berlaku. Ini adalah mekanisme di sebalik fenomena peronggaan pada hidrofoil, kipas, bilah turbin dan bilah pam.
Dalam kes cecair yang mengalir melalui paip, mengikut undang-undang pemuliharaan jisim (persamaan kesinambungan), kelajuan cecair meningkat di tempat-tempat di mana paip menyempit, di mana peronggaan juga mungkin.
Pekali peronggaan.
Fenomena peronggaan adalah sama untuk aliran yang mengalir di sekeliling jasad pegun dan untuk medium di mana jasad itu bergerak. Dalam kedua-dua kes, hanya kelajuan relatif dan tekanan mutlak adalah penting. Hubungan antara tekanan dan kelajuan di mana peronggaan berlaku diberikan oleh kriteria tanpa dimensi s, yang dipanggil pekali peronggaan (nombor peronggaan) dan ditentukan oleh ungkapan
di mana pv– tekanan wap tepu cecair pada suhu tertentu.
Jenis-jenis peronggaan.
Dalam Rajah. Rajah 2 menunjukkan peronggaan pada hidrofoil tetap, difilemkan dalam tiub hidrodinamik berkelajuan tinggi. Pada kelajuan tertentu aliran air, tekanan tempatan pada permukaan sayap berkurangan kepada tekanan wap air. Rongga peronggaan muncul pada permukaan sayap. Gelembung tumbuh, bergerak mengikut arah aliran. (Oleh kerana gelembung terbentuk berhampiran permukaan sayap, ia berbentuk hemisfera.) Peronggaan jenis ini dipanggil peronggaan buih tidak mantap (lari). Sekiranya terdapat sebarang tonjolan di permukaan, maka buih tertumpu padanya. Peronggaan pegun sedemikian juga ditunjukkan dalam Rajah. 2.
Peronggaan boleh berlaku di zon vorteks yang terbentuk di tempat-tempat peningkatan ricih dan tekanan rendah. Peronggaan vorteks sering diperhatikan di pinggir hadapan hidrofoil, di tepi hadapan bilah, dan di belakang hab kipas. Ada kemungkinan bahawa pelbagai jenis peronggaan mungkin berlaku serentak. Dalam Rajah. Rajah 3 menunjukkan baling-baling marin dengan peronggaan vorteks pada tepi hadapan bilah, rongga peronggaan pegun pada permukaan bilah dan peronggaan pusaran terpasang di belakang hab. Peronggaan dalam cecair yang disebabkan oleh gelombang bunyi dipanggil akustik.
Peronggaan dan teknologi.
Halaju aliran biasanya berkurangan dengan banyaknya di pinggir belakang profil. Di sini tekanan menjadi lebih tinggi daripada tekanan wap. Sebaik sahaja keadaan yang sesuai untuk peronggaan hilang, buih serta-merta runtuh. Tenaga yang dibebaskan apabila gelembung runtuh adalah agak ketara.
Hakisan.
Tenaga besar yang hilang semasa keruntuhan buih peronggaan boleh menyebabkan kerosakan pada permukaan struktur bawah air, kipas, turbin, pam dan juga komponen reaktor nuklear. Skala fenomena ini, dipanggil hakisan hidraulik, boleh berbeza-beza daripada hakisan permukaan yang tepat selepas bertahun-tahun beroperasi kepada kegagalan bencana struktur besar.
Getaran.
Peronggaan pada kipas boleh menyebabkan turun naik berkala dalam tekanan yang bertindak pada badan kapal dan sistem pendorong. Getaran peronggaan kapal mewujudkan keadaan yang tidak selesa untuk penumpang dan anak kapal.
Kecekapan dan kelajuan.
Peronggaan boleh meningkatkan rintangan hidrodinamik dengan ketara, mengakibatkan penurunan kecekapan peralatan hidraulik. Peronggaan kipas yang berlebihan boleh mengurangkan tujahan kipas dan mengehadkan kelajuan maksimum kapal; Peronggaan juga boleh menyebabkan penurunan prestasi turbin atau pam dan juga kegagalan operasinya.
bising.
Sebahagian daripada tenaga yang dibebaskan semasa keruntuhan buih peronggaan ditukar kepada gelombang bunyi. Bunyi sedemikian amat tidak diingini pada kapal tentera laut kerana ia meningkatkan kemungkinan pengesanan.
Secara amnya, peronggaan adalah tidak diingini (dalam aplikasi marin dan turbopump). Tetapi dalam beberapa kes ia disebabkan dengan sengaja. Contohnya ialah monitor hidraulik peronggaan. Tenaga besar yang dikeluarkan semasa keruntuhan buih peronggaan dalam pancutan air digunakan untuk menggerudi (akibat hakisan) batu dan untuk rawatan permukaan.