공동현상

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액체 속을 고속도로 움직이는 물체의 표면은 액압(液壓)이 저하하는데, 이를 '베르누이의 정리'라고 한다. 그렇게 되면 압력이 액체의 포화증기압보다 낮아진 범위에 증기가 발생하거나 액체 속에 녹아 있던 기체가 나와서 공동을 이룬다. 이것은 수력터빈이나 선박용 프로펠러를 운전할 때 자주 발생하는 현상으로, 압력면에 발생하는 경우도 있지만, 주로 날개의 등 부분에 발생한다. 발생한 기포는 압력이 높은 부분에 이르면 급격히 부서져 소음이나 진동의 원인이 되며, 터빈이나 프로펠러의 효율을 떨어뜨린다.

또 기포가 사라져 없어질 때 기포의 부피가 급격히 축소됨에 따라 그 부분의 압력이 매우 커지며, 그것이 날개를 침식시키는 원인이 된다. 공동현상에 의한 이러한 침식을 점침식(點侵蝕)이라고 하며, 자잘한 알갱이에 의한 일반적인 침식과는 구별된다.

터빈이나 프로펠러를 설계·제작할 때는 이러한 현상을 방지하기 위하여 날개의 모양이나 면적의 선정 등에 주의해야 하며, 특히 선박용 프로펠러의 경우에는 선체 후반부의 모양도 중요하다. 최근에는 초고속용 프로펠러로서 공동현상에서 가동하는 수퍼캐비테이션 프로펠러의 연구·개발도 진행되고 있다. 한편, 강한 초단파가 물 속에 전달될 때 기포가 발생하는 경우가 있는데, 이것도 공동현상이라 할 수 있다.