キャビテーションと沸騰を異なる現象として根本的に区別するものは何ですか？

キャビテーションと沸騰は、どちらも液体内に蒸気の気泡が突然現れる現象であり、どちらの場合も、局所静水圧が流体の蒸気圧よりも低いときに発生しますが、必ずしもそうではありません同じこと。

で、水中での電気加熱素子のこのビデオ、午前1時00分および2時間の迅速なバブル崩壊によって生成される音が大声と大声なるが、いくつかの目に見える気泡があります。この音を生成するプロセスは、沸騰またはキャビテーションと見なされますか？違いは何ですか？

関連する質問に対する暫定的な回答を別のSEサイトに残しました。サブ冷却された推進剤は（実際に）どのようにターボポンプ内のキャビテーションを減らし、供給をより簡単にしますか？「キャビテーションが沸騰している」という主張から始まる質問への答えを受け入れることができませんでした。

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ここの機械技師、元米海軍の核兵器。キャビテーションの教科書定義は、私の核訓練からです：

「吸引圧力が低下し、次に飽和圧力を超えて上昇するときの蒸気泡の形成とその後の崩壊。」

この定義は、ポンプのように吸引圧力を指しますが、キャビテーションは、蒸気の泡がどのように発生するかというよりも、キャビテーションが蒸気の泡の形成とその後の崩壊を指していると、ここでは他のポスターのほとんどに対して反対していると言います。

現在、キャビテーション効果は一般にポンプやプロペラで発生します（または発生時に最も議論されます）が、熱湯でも発生します。

水を沸騰させると、最初は静かで泡はありません。ある遷移点（核沸騰）で、鍋の底に気泡が形成され、離脱しますが、表面に到達する前に崩壊します。この種の沸騰（料理の用語では煮込みと呼ばれます）は、キャビテーションと正しく呼ばれます。これはまた、沸騰プロセスで非常にノイズの多いフェーズです。これは、OPのビデオの「ノイズの多い」期間です。

キャビテーションが発生した後（少なくとも調理の場合）、最終的な沸騰段階では、バルク流体が沸騰し、気泡が水の表面に到達します（核沸騰から離れます）。沸騰はより活発に見えるようですが、キャビテーションが発生していないため、これは実際にははるかに静かです。

キャビテーションとは、鍋が完全に沸騰する前に鍋から出るピン音です。完全に沸騰すると、蒸気の泡が地表に到達し、音の音質がpingから荒々しい音に変わります。

そうは言っても、沸騰は熱の適用であり、キャビテーションは圧力の低下であるという他の投稿については多くの議論がありました。繰り返しになりますが、圧力の低下（飽和圧力未満）はキャビテーションの原因ですが、圧力の低下はキャビテーションの定義ではありません。

減圧によって蒸気泡を生成する用語は、フラッシュ蒸留またはフラッシュ蒸発と呼ばれます。熱を上げて蒸気泡を作ることを沸騰といいます。

キャビテーションという用語は、蒸気の泡の形成とその後の崩壊を指します。キャビテーションは、ポンプ、スパゲッティ水の鍋、潜水艦のプロペラなどで発生します。キャビテーションは、どちらの生成モード（圧力または熱）にも限定されません。OPの投稿のビデオは、沸騰プロセス中のキャビテーションを示しています。

：編集：

ここで提供したキャビテーションの定義のソースを作成するというAirのコメントに挑戦しました。上で引用した線は、約15年前の現在の記憶です。私は（自宅の本棚に）核兵器訓練コースの最後に個人的な参照のために提供された機密扱いではない情報の技術的な配布資料を用意しています。このマニュアルをオンラインで見つけようとしたときに、原子力訓練プログラムで教えられた内容の一部を複製しているように見える技術出版物のウェブサイトを見つけました。

最初の機械科学の巻には、キャビテーションに関するセクションがあり、

圧力降下が十分に大きい場合、または温度が十分に高い場合、圧力降下は、ポンプされている流体の局所圧力が飽和圧力を下回ったときに液体が瞬間的に蒸発するのに十分な場合があります。インペラーの目の圧力降下によって形成された蒸気の気泡は、流体の流れによってインペラーの羽根に沿って掃引されます。気泡が、インペラベーンのさらに外側の飽和圧力よりも局所的な圧力が高い領域に入ると、蒸気の気泡は急激に崩壊します。 ポンプでの蒸気泡の形成とその後の崩壊のこのプロセスは、キャビテーションと呼ばれます。

（強調を追加）覚えるように指示された定義（上で引用したように）は、試験での複製のためにこの声明を要約したものです。

現在、この特定のWebサイトには、この資料の出所に関する参照ボリュームがセクションごとに分類された出典はありませんが、ページの上部にDOEドキュメント「DOE-HDBK-1018 / 1」が記載されています。

その番号を調べて、エネルギー省のウェブサイトに完全に掲載されている文書を見つけることができます。その箇所は12ページにあります。

さらに、「米海軍の方針に反する業界」に関するコメントについては、DOEのWebサイトでホストされているコピーには、序文と、原子力業界からの入力で作成されたものであり、訓練での使用を目的としていることを示す概要が含まれています。原子力事業者。それで、おそらくいくつかの産業は私が提供したキャビテーションの定義を使用していませんが、原子力産業は使用しており、（ブライヨンウォールのコメントから）化学産業も同様であるようです。

これは物理学よりも言語に関するものだと思います。基本的な物理現象-蒸気圧が流体の静水圧と等しい場合の液体から気体への相変化-は、沸騰とキャビテーションで同じです。

一般的な（非科学的な）使用法では、「沸騰」とは、蒸気圧が流体の内圧と等しくなるまで液体を加熱することを意味します。ほとんどの「非科学的」ケースでは、加熱は液体と気体（例：水と空気）の間の界面で（ほぼ）一定の圧力で行われ、気化した液体（蒸気）は液体を離れて気体と混合します、液体から気体に熱を伝達します。

一方、「キャビテーション」は、（ほぼ）一定の温度での液体内の局所的な圧力の低下です。沸騰の場合と同様に、液体の圧力が蒸気圧と等しい場合、一部の液体は蒸発しますが、周囲の液体の圧力が高いため、蒸気はどこにも逃げることができません。蒸気の泡が流体内を移動し始めると、すぐに流体圧力が高くなる点に達し、液体に崩壊します。

気泡が崩壊したときに発生する液体内の突然の圧力波は、プロペラ、水車などの金属部品に損傷を与える可能性があります。

簡単に言えば、キャビテーションと沸騰はどちらも、気泡の形成を引き起こす液体から気体への相変化を指し、キャビテーションは圧力の低下によって駆動され、沸騰は温度の上昇によって駆動されます。引用については、キャビテーションとバブルダイナミクス、1ページを参照してください。

これらの2つのプロセスを区別する大まかなが便利な方法は、キャビテーションを、圧力が蒸気圧を下回ったときの液体の核形成のプロセスとして定義することです。飽和蒸気/液体温度。もちろん、基本的な物理的な観点から見ると、2つのプロセスの違いはほとんどありません... 2つのプロセスの違いは、一方ではキャビテーションフローと温度勾配で発生する複雑な要因が異なるために発生します。一方、沸騰で発生する壁効果。

この違いがどのように役立つかを知りたい場合は、CaltechライブラリのWebサイトから、本の古い版の全文を入手できます。Google Scholarによると、この作品が3,000回近く引用されていることを考えると、図書館でより新しい版を見つけることは難しくありません。

長い答えは、この引用がキャビテーションと沸騰の唯一の定義を与えるふりをしないことを指摘することから始まります。それらを、「大まかなが便利な」2つのプロセスとして定義する1つの方法を明示的に提案しています。ブレネン博士が、他の定義がより有用である文脈が存在することに同意することを期待します。

非常に一般的な意味で、「キャビテーション」とは、液体内の空洞（ボイドまたは気泡とも呼ばれる）の自然発生的な外観を意味します。異なる材料や表面形状が核形成を促進または抑制する方法を研究している場合、これは加熱を除外する定義よりも有用な定義である可能性があります。

より限定的な意味では、「キャビテーション」は、固体インターフェースの存在下で比較的一定の温度で発生する前者のサブセットのみを意味し、後で破裂して機械部品の摩耗に寄与します。潜水艦の推進システムを構築している場合、これは前の2つよりも有用な定義かもしれません。

「沸騰」という言葉は現代の熱力学以前のものなので、突き止めるのが難しいとしても驚かないでください。私たちは通常、沸騰を気泡を伴うプロセスと考えていますが、膜沸騰は例外です。明らかに、固液界面で大量の熱を加えると何が起こるかを調査している人々は、この現象を核と同じカテゴリに分類することが有用だと考えていました沸騰。

一方、液体は真空中で「沸騰」すると言われています（そして、興味がある場合は、これのビデオをご覧ください。核生成がどこで発生するかを確認してください！）。NASAの人々は、爆発的な減圧に関連するリスクを軽減するために働いているときに、沸騰に熱が必要かどうかを気にかけていると思いますか？私はしません。

客観的に正しい用語を期待したり、期待したりしても、ほとんど何も得られません。この問題について技術的な記述を行っており、キャビテーションと沸騰を区別する場合は、定義を明確にしてください。デューデリジェンスを実行して、定義がコンセンサスから大きく逸脱しないことを確認するか、そうでなければ、それらをサポートするための非常に強力な議論を構築します。

私のように、あなたは簡単な答えを求めています。やかんでは、水は要素の周囲の沸点まで加熱されますが、周囲の水はそうではありません。蒸気は大気圧で100℃未満では存在できないため、蒸気が冷たい水に接触するとすぐに凝縮し、緩衝効果がなくなるため、金属に対して金属のようになります。

キャビテーションは気化を伴う必要はありません。油圧作動油のような液体、ポンプの入口が制限されている場合、真空気泡が形成されます。衝撃を和らげる空気が含まれていないため、やはり金属に対する金属のようです。ポンプは金属の削りくずを砕くように聞こえます。液体ですが、金属のように衝撃を与え、金属部品を疲労させます。また、流れがボールの側面などの表面上を流れていて、表面に追従するのに十分な圧力がない場合や、プロペラのような表面の縁から流れ出る場合にも発生します。液体が表面から投げ出され、真空の泡が形成されてから、クッションなしで崩壊し、金属のパチパチという音を出し、プロペラのエッジを侵食します。潜水艦の場合はさらに悪い。「ここにいるよ」と書いてある。敵に。あなたは庭のホースと水のバケツで効果を示すことができます。階段を上ってください。フィッティングを取り外し、ホースを手すりの上にかぶせるか、バケツの奥深くに保持し、水を吸い上げてから、注入口に指を叩きつけます。水が流れ続けると、ホースの最も高い部分の内側からかすかな金属の亀裂が発生し、それからそれ自体に反撃します。

私は少し混乱していますが、ポンプのキャビテーションについて質問すると、私のans：キャビテーションは逆沸点に重点が置かれます（蒸気が液体に戻ると、気泡が崩壊します）。それは破壊的な行動が行われたときであり、表面衝突です。そのため、インペラの部品が破損するのは出口の近くです。