هندسة مدنية

فهم التجويف: الانفجارات الصغيرة المدمرة تحت الماء

فهم التجويف: الانفجارات الصغيرة المدمرة تحت الماء


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

في كل مرة تقود فيها قاربًا أو تشغل مضخة أو ربما حتى تشغل الصنبور ، تحدث انفجارات صغيرة ومدمرة تحت الماء. هذه الانفجارات عبارة عن فقاعات بخار تتولد بسرعة بسبب غليان الماء ، في عملية تسمى التجويف.

أساسيات التجويف

تستند أساسيات التجويف على مبدأ برنولي. تنص على أن ضغط السائل يتناقص مع زيادة السرعة والعكس صحيح. بالاقتران مع هذه الفكرة ، علينا أن نتذكر أن درجة غليان الماء تتغير بناءً على الضغط الذي تتعرض له. هذا هو السبب في أن قدور الضغط تجعل الطبخ أكثر كفاءة. بمجرد أن نفهم هذا المفهوم ، يصبح من الأسهل معرفة سبب حدوث التجويف.

سواء كنت تعرف ذلك أم لا ، فمن المحتمل أنك رأيت التجويف. تلك الفقاعات التي تطفو على السطح خلف القوارب المتحركة هي في الواقع آثار للتجويف. عندما تدور المروحة بسرعة على متن قارب ، تزيد الحركة السرعة الموضعية للماء المحيط بها. هذا يخلق منطقة منخفضة الضغط على الجانب الخلفي من المروحة.

ذات صلة: كيف تعمل محطات معالجة المياه؟

يتسبب هذا الضغط المنخفض في غليان الماء في درجات الحرارة المحيطة للسائل ، لذلك تتكون فقاعات بخار صغيرة بسبب الغليان. ثم تنفجر فقاعات البخار هذه بسبب الضغط المحيط بالمياه ، ثم تتشكل مرة أخرى بسبب الطاقة المنقولة من الانفجار الداخلي. يمكن رؤية هذا المبدأ في صورة GIF التالية لرصاصة تدخل الماء.

الانفجارات الهندسية

للمهندسين البحريين ، يتم تجنب التجويف بشدة. الانفجارات - وخاصة الانفجارات البخارية تحت الماء - ساحرة للمراقبين ، ولكن بالنسبة للمروحة ، فهي مدمرة بشكل لا يصدق. عندما يحدث التجويف على مروحة القارب أو بالقرب منها - أو حتى داخل الأنابيب والمضخات - فإن العملية تتشقق بعيدًا عند الطبقة السطحية للمعدن.

من غير المنطقي تخيل انفجارات صغيرة في المياه تلحق الضرر بالمعادن وتدمرها ، ولكن مع الإدراك العقلي للطاقة النسبية للانفجار الداخلي ، والضرر النسبي الذي يسببه - يبدأ كل شيء في السقوط في مكانه. عندما تنفجر الفقاعات المجوفة بالقرب من المعدن ، فإنها تسبب اهتزازات عالية التردد على سطح المعدن ، والتي تنفصل عن السطح. في النهاية ، بعد التجويف المتسق ، تنفصل طبقات وأجزاء كاملة من المعدن ، مما يؤدي إلى فشل ذريع.

ومع ذلك ، يخفف المهندسون المعاصرون التجويف من خلال تصميم المروحة المبتكر. في الواقع ، يعد الفيديو التالي حول USS Pennsylvania - غواصة أمريكية - مثالًا رائعًا:

أين يحدث التجويف؟

يحدث التجويف في أي مكان يخضع فيه الماء لتغيير سريع في السرعة ، مما يتسبب في أضرار جسيمة طويلة المدى. هذا يقصر من عمر مضخات المكره ، مما يجعل تصميمها عرضًا صعبًا. إذا كان ضغط السائل عند المدخل أقل من ضغط البخار حيث يتم امتصاص الماء في المضخات ، فإن الطاقة المضافة من المكره يمكن أن تبدأ في التجويف. ثم يستمر هذا التجويف في السائل حول المكره ، مما يؤدي إلى إتلاف الميكانيكا الداخلية.

ذات صلة: شرح معالجة المياه

يحدث التجويف في الأنابيب والصمامات. إذا قمنا بتشغيل صنبور أو فتح صمام بسرعة كبيرة ، فقد يحدث التجويف في المنطقة الانتقالية للسائل الوسيط. سيؤدي ذلك إلى إتلاف الأنبوب أو الصمام بمرور الوقت ، مما يؤدي إلى احتمال حدوث عطل كارثي في ​​نهاية المطاف.

التجويف هو مثال واحد فقط على التأثيرات القوية والمدمرة للفيزياء من حولنا. بالنسبة لأولئك غير المدركين ، إنه خطر كبير غير مرئي للمهندسين في جميع أنحاء العالم.


شاهد الفيديو: الزلزال لحظة بلحظة بالصوت والصورة وكأنك معهم!!! (ديسمبر 2022).