- Project Runeberg -  Teknisk Tidskrift / 1933. Skeppsbyggnadskonst /
73

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

Full resolution (TIFF) - On this page / på denna sida - Häfte 10. Okt. 1933 - H. F. Nordström: Friktionsmotstånd och därmed sammanhängande frågor

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 never been proofread. / Denna sida har aldrig korrekturlästs.

OKT. 1933
SKEPPSBYGGNADSKONST
73
elementarkrafters projektioner i rörelseriktningen, summerade över hela kroppens yta, giva tydligen anledning till en resultant, ett motstånd. Vid ett fartyg är det detta motstånd, som lämpligen bör benämnas friktionsmotstånd; detsamma härleder sig således från tangentiella tryckkrafter längs ytan.
Emellertid har gränsskiktet som bekant en sekundär verkan, i det detsamma ger anledning till den virvelavlösning, som äger rum bakom kroppen. Det motstånd, som blir en följd härav, skola vi kalla virvelmotstånd, ehuru den benämningen är långt ifrån skarp. Från trycksynpunkt ger sig denna virvelavlösning till känna på det sättet, att normaltrycket på baksidan av kroppen blir mindre än det normaltryck, som skulle förelegat, om rörelsen varit potentialrörelse. På framsidan däremot är normaltrycket oftast i stort sett detsamma som vid potentialrörelse.
Detta framgår t. e. av f ig. 3, som efter G. FUHR-MANN1 visar förhållandena vid en rotationskropp av den i figuren angivna formen, som träffas av en konstant ström i rotationsaxelns riktning. Det normaltryck (utöver det konstanta tryck som fanns före kroppens införande i vätskeströmmen), som skulle förelegat, om rörelsen kring kroppen hade varit potentialrörelse, kunde man beräkna, då det källa–sänka-system man utgått ifrån var känt; lineär källa med positiva och negativa delar enligt intensitetskurvan i figuren. Den heldragna kurvan anger detta tryck, då däremot punkterna ange det direkt uppmätta normaltrycket i olika punkter på kroppens yta. Ordinatan anger därvid normaltrycket i den punkt (eller snarare cirkel) på ytan, som skares av ifrågavarande ordinata. Som synes ansluter sig på framsidan av kroppen det uppmätta trycket rätt så väl till potentialtrycket, medan avvikelsen på baksidan är påtaglig. Det är denna avvikelse, som i detta fall ger anledning till virvelmotståndet. (Frik-
Fig. 3.
tionsmotståndet kan man bestämma därigenom, att kroppens totala motstånd bestämmes. Skillnaden mellan det totala motståndet och virvelmotståndet är tydligen identisk med friktionsmotståndet. Något vågmotstånd har man givetvis ej att räkna med i detta fall.)
Erfarenheten från försök visar nu att virvelmotståndet vid spolformiga kroppar är mycket litet jämfört med det rena friktionsmotståndet, isynnerhet
vid sådana dimensioner och hastigheter, som ifråga-komma vid fartyg. Man torde utan vidare kunna överflytta detta resultat till fartyg, dvs. man kan säga att vid ett välformat fartyg är virvelmotståndet vid normala hastigheter relativt litet i jämförelse med friktionsmotståndet och således ännu mindre i jämförelse med det totala motståndet. Ett exempel i det följande, hämtat från direkta mätningar å en fartygsmodell, skall giva belägg härför. - Som bekant överensstämmer ovanstående uttalande med Froude’s uppfattning. Han inrangerade nämligen
Laminär rörelse
Turbulent rörelse
D *-
Fig. 4.
"the eddy making resistance" i restmotståndet, antagande därmed att det följde den Froude’ska modelllagen. Detta är, åtminstone enligt vår nuvarande uppfattning, principiellt felaktigt, som vi skola se i det följande. Det därigenom införda felet är emellertid ringa, emedan virvelmotståndet är ringa i jämförelse med övriga delmotstånd.
För fullständighetens skull bör påpekas, att även vågmotståndet - liksom virvelmotståndet - ger sig till känna som ett normaltryckmotstånd, i varje fall, om man anser, att vågbildningen ej beror av vätskans inre friktion.
Laminär och turbulent rörelse. Jag skall även erinra om begreppen laminär rörelse och turbulent rörelse.1 Samma begrepp stöter man som bekant på även inom andra områden av tekniken.
Den principiella skillnaden mellan dessa rörelsetyper framgår populärt av REYNOLDS’ klassiska försök med ett glasrör, genom vilket vätska från en behållare får strömma, samtidigt som en färgstråle slappes genom röret. Vid relativt små hastigheter är färgstrålen synlig som en tråd. Om hastigheten successivt ökas, börjar färgtråden liksom att svikta för att vid ytterligare ökning upplösa sig i ett moln på ett visst avstånd från inloppet (fig. 4). I förra fallet talar man om laminär rörelse och i senare fallet om turbulent. Hastighetsfördelningen i ett snitt av röret är helt olika i de två fallen.
Reynolds fann, att det existerar en lag för gränshastigheten - den "kritiska hastigheten" - mellan de två rörelsetyperna, vilken lag kan skrivas
- = 190o å 2000, v
där v = medelhastigheten,
D -o rörets diameter
och v - vätskans kinematiska viskositet. Lagen gäller för alla media med relativt låg viskositet.
Senare försök hava visat, att konstanten är mycket känslig för munstyckets form och för tillståndet av vätskan i behållaren. För skarpkantat munstycke har man funnit konstantens värde vara ca 2 800. Vid väl avrundat munstycke och lugn vätska i behållaren har man kunnat konstatera ett värde ända upp till
i Theoretische und experimentella Untersuchungen an Ballonmodellen. Jahrbuch der Motorluftschiff-Studiengesell-schaft, V. Band, 1911-1912.
l I Z. V. D. I., 4 febr. 1933, finnes en utmärkt sammanställning- av de senaste resultaten på turbulensforskningens område, författad av L. PRANDTL. Till uppsatsen är fogad en rikhaltig litteraturförteckning.

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


Project Runeberg, Mon Jan 11 20:13:14 2021 (aronsson) (download) << Previous Next >>
http://runeberg.org/tektid/1933s/0079.html

Valid HTML 4.0! All our files are DRM-free