Hydrodynamische Kavitation

  • Hat irgend jemand beim Spritzgießen schon einmal Probleme mit "hydrodynamischer Kavitation" gehabt?
    Zugegeben, sicherlich eine ungewöhnliche Frage und bestimmt auch schwer zu beobachten und nachzuweisen. Könnte doch aber bestimmt bei hohen Einspritzgeschwindigkeiten hinter scharfen Fließwegveränderungen (Kurven) auftreten und würde dann zu Materialzerstörungen und Oberflächenstörungen führen.
    Würde mich mal interessieren ob es da Erfahrungen gibt.
    Kann so etwas überhaupt bei Kunststoffmassen und den Verarbeitungsdrücken auftreten?

    Begriffserklärung:http://www.physik3.gwdg.de/~pkoch/AWG/kavitation.html

    Edited once, last by petersj (June 4, 2009 at 9:43 AM).

  • Hallo petersj,

    hab mir den Link durchgelesen. In Bezug auf

    Quote

    Original vom Link
    Hydrodynamische Kavitation, induziert durch einen im Fluid rotierenden Propeller (Abbildung von Luther).

    kann ich mir das nur vorstellen "mit drehender Schnecke" einspritzen. Weiter denke ich aber, das es viel mehr Drehzahl (auch beim Dosieren) benötigt, bevor dies überhaupt in Erscheinung treten würde.

    Unten bei Leistungsbegrenzende physikalische Effekte geht es weitgehend um Drehzahlen....
    http://de.wikipedia.org/wiki/Propeller

  • Ja, ich denke auch,dass an der Schnecke dieser Effekt nicht auftritt.
    Ich dachte eher an Umlenkungen in den Fließwegen. Dass hier bei einer ungünstigen Form hinter einer Fließwegverengung oder in einer extrem scharfen Kurve (z.B. 90° mit scharfer Kante) die Strömung abreißt und dann der Effekt auftritt. (Text wikipedia: ...Schäden durch Kavitation entstehen auch an ungünstig geformten Rudern...
    Ich kann mir vorstellen, dass ein ungünstig bemessener und verlegter Heißkanal bei hoher Einspritzgeschwindigkeit entsprechende Effekte produzieren kann.

    Edited 2 times, last by petersj (June 4, 2009 at 1:02 PM).

  • Quote

    Original von petersj

    Ich dachte eher an Umlenkungen in den Fließwegen. Dass hier bei einer ungünstigen Form hinter einer Fließwegverengung oder in einer extrem scharfen Kurve (z.B. 90° mit scharfer Kante) die Strömung abreißt und dann der Effekt auftritt. (Text wikipedia: ...Schäden durch Kavitation entstehen auch an ungünstig geformten Rudern...
    Ich kann mir vorstellen, dass ein ungünstig bemessener und verlegter Heißkanal bei hoher Einspritzgeschwindigkeit entsprechende Effekte produzieren kann.

    Ich denke deine Überlegung ist gut. Nur denke ich auch, das du das falsch "anfängst". In der hydrodynamischen Kavitation wird davon gesprochen, das diese entsteht sobald "etwas" mit einer bestimmten Drehzahl durch ein Fluid dreht (schaufelt).
    Es geht nicht darum, das ein Fluid "im Strom" umgelenkt wird, sondern vielmehr, dass das Fluid im Ruhe Zustand, sehr sehr schnell bewegt wird und sich dann diese explodierenden Blasen bilden.

    Konntest du mir folgen?

  • Hallo zusammen,

    ich habe den Begriff schon mal von einem Kollegen gehört, der mit Wasserturbinen arbeitet. An den Schaufeln kann dieses Phenomen auftreten. Die Schaufel wird dadurch zerstört.

    Werde mal nach Details fragen.

    Gruß
    Tech-freak

  • Ich denke, dass es egal ist ob sich das Fluid bewegt oder der kavitierende Gegenstand (entsprechend einer Simulation im Windkanal).
    Nur der ungünstig geformte Gegenstand und die hohe Geschwindigkeit erzeugen die Kavitation.
    Vielleicht nennt sich das beim Spritzguß ja auch ganz anders?

  • Neee, bei Scherung reiben die Molekülketten aneinander. Bei Kavitation entsteht durch Strömungsabriss ein Vakuum. Und diese Vakuumbläschen brechen wieder in sich zusammen. Dabei entwickeln sie so viel Kraft, dass aus dem harten Material des Fließweges Teile heraus gerissen werden. So etwas passiert z.B. auch in fehlerhaft verlegten Wasserleitungen.
    Also nicht Reibung (Scherung) sondern eben ...Kavitation.

    (Ich glaub ich hatte ne blöde Idee :confused_face: :smiling_face: )

  • OK stimme dir zu :grinning_squinting_face: Dachte nicht an die Definition von Scherung/Reibung. Dachte eher an die Strömungsunterbrechung, den Abriss im Strom.

    Wieso glaubst du, das du eine blöde Idee hattest? Dieses Thema oder kam dir was in den Sinn?

    Noch mal ne Anmerkung. Wie sieht es den aus, wir reden ja eigendlich von einem Fluid und nicht von einer plastischen Masse.
    Vllt hängt es auch ein bißchen was mit der Dichte des Fluids zusammen, weil entweder geht es um Wasser oder um Sauerstoff...... Es war noch nicht die Rede von einem Stoff über der Dichte von Wasser. Wenn ich jetzt die Dichte von Sauerstoff und die Drehzahl von Hubschrauberblätter nehme und die Dichte von Wasser und die Drehzahl von Schiffsschrauben, würde ich sagen das: Umso höher die Dichte desto geringer die benötigte Drehzahl um eine Kavitation ervorzurufen.
    Gibt es eine solche Definition??

  • Hallo Kuka,

    Kavitation ist lt. Definition vom Siedepunkt des Mediums in Abhängigkeit vom Druck abhängig,
    so gesehen kann ich mir "echte" Kavitation bei Kunstsstoff eigentlich nicht recht vorstellen (was nicht heißen muß, daß es diese nicht gibt)
    "Ausgewaschene" Heißkanaldüsen habe ich auch schon gesehen, führe das aber immer auf Materialabtrag durch hohe Geschwindigkeiten und Abrasion zurück.

    Gruß
    Hans


    PS. Zusatz für den Admin:
    das ist mit IE geschrieben, mit Firefox konnte ich nicht antworten!

    Edited once, last by Preform (June 6, 2009 at 3:21 PM).

  • Quote

    Original von Preform
    Hallo Kuka,

    Kavitation ist lt. Definition vom Siedepunkt des Mediums in Abhängigkeit vom Druck abhängig,
    so gesehen kann ich mir "echte" Kavitation bei Kunstsstoff eigentlich nicht recht vorstellen (was nicht heißen muß, daß es diese nicht gibt)
    "Ausgewaschene" Heißkanaldüsen habe ich auch schon gesehen, führe das aber immer auf Materialabtrag durch hohe Geschwindigkeiten und Abrasion zurück.

    Genau das will ja petersj wissen: Wäre es in der KS-Verarbeitung möglich?
    Ich kann es mir auch sehr schlecht vorstellen, doch fragen muss halt immer jemand zuerst, bevor etwas entdeckt wird. Es gibt ja nicht zuerst die Antwort?!? =)

    Quote

    Original von Preform
    PS. Zusatz für den Admin:
    das ist mit IE geschrieben, mit Firefox konnte ich nicht antworten!

    Das solltest du als PN schreiben, mir wurde auch des öfteren, mit Gutem Ergebnis, geholfen.

  • Hallo,
    wie schon richtig erwähnt entsteht Kavitation durch Unterdruck der Bei Ungünstigen Strömungsverhältnissen entstehen kann, das muss nicht eine Scharfe Kante sein, dies fördert aber Kavitation.

    Bei Kavitation entsteht durch die Strömung ein Unterdruck der zur Herabsetzung des Siedepunktes des Fluids führt, bei erreichen des Siedepunkts entsteht nun eine Gasblase. Durch verringerung des Unterdrucks, durch Verringerung der Strömungsgeschwindigkeit, implodieren diese Gasblasen wieder, wobei ein Plasma (Hochenergetisches Gas) entsteht. Dieses Plasma ist für den oft zu beobachtenden Lochfras zuständig.
    Es gibt theorien das es bei Kavitation bis zur Klaten Fusion kommen kann, abgedreht aber naja gegenteiliges wurde auch noch nicht bewiesen.


    Da Kunststoff zum einen den Aggregatszutand nicht wechseln kann, ausser es kennt jemanden einen Kunststoff der Gasförmig werden kann (ohne Zerstört zu werden) und danach wieder Flüssig wird, zum Anderen durch die Viskosität keine so hohen Strömungen erreicht werden können, ist Kavitation meines erachtens ausgeschlossen.

    Das durch die Hohe Scherrung an der Scharfen Kante es zu Reibungs effekten kommen kann, ist für mich eher denkbar.

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