- Project Runeberg -  Teknisk Tidskrift / 1933. Mekanik /
28

(1871-1962)
Table of Contents / Innehåll | << Previous | Next >>
  Project Runeberg | Catalog | Recent Changes | Donate | Comments? |   

Full resolution (TIFF) - On this page / på denna sida - Häfte 3. Mars 1933 - Hjalmar O. Dahl: Största tillåtna sughöjden vid turbiner och centrifugalpumpar

scanned image

<< prev. page << föreg. sida <<     >> nästa sida >> next page >>


Below is the raw OCR text from the above scanned image. Do you see an error? Proofread the page now!
Här nedan syns maskintolkade texten från faksimilbilden ovan. Ser du något fel? Korrekturläs sidan nu!

This page has been proofread at least once. (diff) (history)
Denna sida har korrekturlästs minst en gång. (skillnad) (historik)

illustration placeholder

Fig. 4.



med andra ord kavitation inträder ända från
skovelspetsen. Om trycket i C ej nedgår så långt, så
fylles rummet ifråga av virvlande vatten, vilket
givetvis medför en viss verkningsgradsförlust. Man
kan tydligen även tänka sig detta rum fyllt av luft
av rådande tryck, men den torde tämligen snart
bortspolas av det strömmande vattnet och ersättas
av virvlande vatten. I de fall, då inloppshastighetens
riktning är mera varierande, kan det
påtagligen vara genomsnittligt till fördel, om
inloppskanten å skoveln göres relativt fyllig.

Den här avhandlade arten av kavitation med
uppfrätning av skovelgodset var ej ovanlig vid
äldre francisturbiner av långsamgående typ, som
ofta voro utförda i det närmaste såsom
gränsturbiner. De i läroböcker förekommande bilderna
av frätningar å skövlar härröra i regel från dylika
fall. Att frätningarna dock ej voro mera allmänna
berodde på att man som regel körde dessa turbiner
"på, rusning", dvs. med ett i förhållande till
konstruktionen uppdrivet varvantal, detta i ändamål att
få mera "stadig gång" hos dåtida turbiner, som ej
voro försedda med automatisk regulator. Det torde
även vara ett motsvarande kavitationsfenomen, som
ibland visar sig uppträda vid centrifugalpumpar
vid reducerad vattenmängd, ehuru pumpen kan visa
sig kavitationsfri vid normal vattenmängd.

För undvikande av missförstånd vill jag icke
underlåta att påpeka, att man vid hjul med radiell
strömning måste antaga att i virvelrummet råder
ungefär den tryckf or delning, som uppstår i en
relativt kärlet stillastående vätska. Om virvelrummet är
fyllt med vatten, är sålunda enligt Bernoullis
ekvation den relativa hastigheten i det strömmande
partiets ytskikt nära konstant, men om rummet är fyllt
av luft eller vattenånga, så är tryckskillnaden på
olika radier obetydlig, varför då
w2w12 oo= u2u12.
Vid en francisturbin av denna typ minskas sålunda
w relativt snabbt, vilket innebär att det strömmande
skiktet förr når kärlväggen. Det med vätska fyllda
virvelskiktet får sålunda större utsträckning än det
skulle hava, om det vore fyllt med luft eller om
kavitation förekommer. Vid centrifugalpumpen av
vanlig konstruktion kommer tydligen ett påbörjat
virvelskikt å skovelns undersida att sträcka sig ända
ut till yttre hjulperiferien och man får genom detta
betraktelsesätt en god inblick i huru strömningen
gestaltar sig vid reducerad vattenmängd.

Ett annat ställe, där ett dylikt virvelskikt och i
vissa fall kavitation kan uppträda, är vid yttre
bandet, där vid någorlunda snabblöpande turbiner den
radiella hastigheten rätt snabbt skall ändra riktning
till axiell och vid centrifugalpumpar det omvända
skall äga rum. Vid turbinen enligt fig. 4 är i det
förefintliga "rotationshålrummet" i den mån
strömningen kan anses fri gällande ekv.
cry . gy = cr . g = konst. . . . (10)
och cuy . ry = cu . r = konst. . . . (11)
där cr och cu avse resp. meridionella och
tangentiella hastighetskomposanter. Kvantiteterna cr och
cu äro beroende av konstruktionsdata och fallhöjden
på känt sätt, och enligt energiekvationen kan man då sätta
cry2cuy2py
––– + ––– + ––– = h1 + Ha . . . (12)
2 g2 g[gamma]
där py är spalttrycket ute vid bandet, h1 övre
vattenytans höjd över punkten i fråga och Ha är
atmosfärtrycket. Man kan då skriva
1cr . gcu . rpy
––– { (–––––– )2 + ––––––2} ––– = h1 + Ha . . . (13)
2 ggyry[gamma]
av vilken ekv. framgår, att om gy är tillräckligt liten,
så kan py nedgå mot noll. Huruvida detta inträffar
och sålunda kavitation kan komma att uppträda
beror i detta fall, liksom i det föregående, på
tryckförhållandena längre ned i hjulet och i sugröret. I
allmänhet råder väl längre ned ett visst absolut
tryck, som vid bandet uppstår redan för ett större
värde å ry varvid ett virvelskikt här måste uppstå.
Detta virvelskikt kan tänkas sluta inom hjulet, men
även tänkas fortsätta ned i sugröret. Luft kan ifrån
början vid en igångkörning tänkas bliva
kvarstående i rummet, och då denna luft förtunnats till där
rådande tryck, kan tendensen till densammas
bort-spolning och ersättande med virvlande vatten
tänkas bliva ganska svag. Turbinens effekt och
verkningsgrad bör i dylikt fall vara bättre, då rummet är
luftfyllt än då det intages av virvlande vatten. På
detta sätt synes man kunna förklara den ibland
gjorda iakttagelsen att turbiner kunna någon tid
efter igångkörningen vid oförändrad ledskeneöppning
och fallhöjd till synes omotiverat sjunka i effekt
och verkningsgrad.

Det skulle föra för långt och utom ramen för denna
uppsats, om jag här skulle giva mig in på en längre
diskussion om detta virvelskikt. Jag vill blott
påpeka, att av ekv. (13) framgår, att då vi sätta
pypacs2
––– = ––– = Hahs–––
[gamma][gamma]2 g
så framgår, att förloppet ej sammanhänger med
fördelningen av fallhöjden på sug- och trycksida, förrän
sughöjden blivit så stor att kavitation kan inträda,
och så länge turbinen köres så att hastigheterna äro
proportionella mot kvadratroten ur fallhöjden blir
geometrisk likformighet rådande oberoende av
fallhöjden. För övrigt är det tydligt, att vid stegrad
sughöjd trycket först når minimivärde i själva
beröringsytan mellan det strömmande vattnet och
virvelskiktet, åtminstone då det gäller axiell strömning.


<< prev. page << föreg. sida <<     >> nästa sida >> next page >>


Project Runeberg, Tue Oct 11 13:27:24 2022 (aronsson) (diff) (history) (download) << Previous Next >>
http://runeberg.org/tektid/1933m/0030.html

Valid HTML 4.0! All our files are DRM-free