Kavitasyon, pervane yüzeyinde çapı 1 mm’den küçük mikro mini çukurcukların (pitting) oluşmasıyla kendini gösterir. Gemi pervanelerinde sıkça karşılaşılan, ciddi yapısal hasarlara ve korozyona neden olan fiziksel bir durumdur.

Pervanelerin dönmesiyle birlikte, kanatların belirli bölgelerinde basınç düşer (Bernoulli prensibi) ve bu bölgelerde bir vakum oluşur. Eğer bu basınç, deniz suyunun buharlaşma basıncının altına düşerse, su aniden buharlaşarak buhar kabarcıkları meydana gelir. (Suyun kaynama sıcaklığı, basınç düştükçe azalır. Örneğin, eğer basınç yeterince düşerse su 20 °C’de bile kaynayabilir.) Bu kabarcıklar, düşük basınçlı bölgeden yüksek basınçlı bölgelere hareket ettikçe hızla patlar. Kabarcıkların bu patlaması sırasında ortaya çıkan ani enerji, pervane yüzeyine zarar verir ve zamanla yüzeyde pitting olarak adlandırılan oyukların oluşmasına neden olur.

Kısaca, pervanenin etrafındaki suyun basıncı suyun buharlaşmasına ve küçük kabarcıklar oluşturmasına neden olacak kadar düştüğünde kavitasyon meydana gelir. Kavitasyonu artıran en önemli nedenler, pervane üretiminde kullanılan alaşımın yeterli kaliteye sahip olmayışı ve pervane devridir (RPM) (Hae-ji J. ve Jung C., 2022).

Kavitasyon, pervane performansını düşürdüğü gibi malzeme yorgunluğu ve ses/gürültü oluşumu gibi olumsuz etkiler de meydana getirir. Gemi tarafından üretilen en önemli gürültü kaynağı pervane sistemleridir. Pervane gürültüsünün en büyük sebeplerinden biri de pervanenin çalışması esnasında meydana gelen ve bir akışkanlar mekaniği olgusu olan kavitasyondur (Serkan E., 2017). Bu bağlamda, bu olayın denizciler tarafından iyi anlaşılması ve olası tehlikelerinin bilinmesi oldukça elzemdir.

Pervanede oluşan kavitasyon, şafta düzensiz bir kuvvetin oluşmasına neden olur ve bu da şaftta küçük çatlamalar meydana getirerek ilerleyen zaman içinde bakım-tutum açısından oldukça zorlayıcı bir durum oluşturur. Ayrıca kavitasyon, pervanenin ömrüne etki eden en önemli faktörlerden biridir.

Kavitasyonun azaltılması için pervane tasarımında optimize edilmiş kanat geometrisi, uygun malzeme seçimi ve doğru işletme koşullarının sağlanması önemlidir. Pervane dizaynının (pervane şekli, ölçüleri vb.) kavitasyonu minimuma indirecek şekilde olması, gürültü ve vibrasyonu azaltırken pervane etkinliğini artırır ve uzun kullanımda yakıttan tasarruf edilmesini sağlar (Promise W. vd., 2023).

Kavitasyonun birden fazla tipi mevcuttur. Bu çeşitlilik, daha çok pervane üzerinde oluşan bölgeye ve şekline göre isim alır (Peter G. vd., 2014).

Kavitasyon Çeşitleri

1. Bubble Cavitation (Baloncuk Kavitasyonu)

2. Sheet Cavitation (Yüzey Kavitasyonu)

3. Blade Root Cavitation (Kanat Kökü Kavitasyonu)

4. Cloud Cavitation (Bulut Kavitasyonu)

5. Propeller Hull Cavitation (Pervane-Gövde Arası Kavitasyon)

6. Tip Vortex Cavitation (Uç Girdap Kavitasyonu)

7. Hub Vortex Cavitation (Gövde Merkezi Girdap Kavitasyonu)