Full resolution (JPEG) - On this page / på denna sida - H. 3. 20 januari 1945 - Insänt: Kavitationens fysikaliska förklaring och dess verkningar, av Elov Englesson, Hans Edstrand och Hjalmar O Dahl
<< 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.
82
TEKNISK TIDSKRIFT’
Det här anförda torde vara nog för att bevisa:
att imploderande, små ångblåsor kunna förorsaka
frätningar;
att det knastrande ljud, som uppstår vid dessa
ångblå-sors implosion, överensstämmer fullständigt med det ljud,
som man hör vid kavitation vid turbiner eller propellrar;
att det vid turbiner och propellrar även uppstår mycket
stora ångblåsor, förorsakade av störningar i vattnet, och
att dessa vid sin implosion mycket väl kunna riva bort
pånitade skyddsplåtar i sugrören och förstöra materialet
i skövlar eller propellerblad;
att vi sålunda än så länge torde få godta den engelska
propellerkommitténs teori om de imploderande
ångblåsor-na såsom orsak till frätningarna vid kavitation.
Härmed vill jag ej förneka, att vattenstänk kunna vara
en liten bidragande orsak till frätningar, när fallhöjden
och sålunda vattenhastigheten äro tillräckligt stora.
Elov Englesson
Professor Dahl anser, att förutsättningar för att kaviteter i
form av små blåsor, innehållande ånga och luftrester, skola
kunna bildas i en vätskeström, knappast någonsin föreligga.
Vidare anser han förklaringen till kavitationsfrätorna
mekaniskt ohållbar. Det skulle sålunda inte vara de
tryckstegringar, som uppstå vid kavitationsblåsornas implosion,
som spränga materialet, utan frätningarna skulle enligt
Dahl uppkomma av vattenstänk från tryckstötar, vilka
bildas vid vätskans retardation.
De små kavitationsblåsorna kunna vi dagligen i
propellertanken i Kristinehamn med hjälp av stroboskop iaktta
i den strömmande vätskan förbi propellerbladen. De
enskilda blåsorna bildas och försvinna successivt med hög
frekvens samtidigt som platsen för implosionen pendlar
inom ett begränsat område. Det karakteristiska,
knattrande ljudet vid blåsornas implosion kan därvid även tydligt
höras. Iakttagen vid vanlig belysning synes kavitationen
som en vit dimma eller ånga längs propellerbladet inom
det aktuella området. I en artikel i "Hydromechanische
Probleme des Schiffsantriebs" redogör H Mueller för
försök med fotografering och filmning av kavitationen vid
en profil. Fig. 5 visar två ögonblicksbilder av
kavitations-blåsor vid en flygvingsprofil, hämtade ur ovan angivna
artikel. Profilen var gjord av på ena sidan mattslipat glas
för att få bästa möjliga belysning. Vattenhastigheten var
i de bägge fallen 7,06 resp. 14,86 m/s. Genom trycksänkning
uppnåddes de relativt låga kavitationstalen a = 0,40 och
a — 0,42 resp. Man ser tydligt hur kavitationsblåsorna
bildas på sugsidan, omedelbart akter om inloppskanten,
för att därefter förstoras längre in på profilen och
slutligen implodera vid avloppskanten.
Fig. 6 visar exempel på filmupptagning av liknande
försök enligt Mueller. Vattenhastigheten var vid detta tillfälle
6,5 m/s, profilens bredd 70 mm, kavitationstalet o — 0.65
Fig. 5. Fotografisk
upptagning au
kavitation längs profil
vid olika
vatten-hastigheter ( enligt
Mueller).
Fig. 6. Filmupptagning av kavitation längs profil
(enligt Mueller).
samt antalet bilder 2 000 per sekund. De på vänstra
bilden med pilar utmärkta blåsorna ha på bilden till höger
mörklärgats, och man kan tydligt urskilja deras väg från
bildandet vid inloppskanten till implosionen vid
avloppskanten. Efter den egentliga implosionen återstår en mindre
restblåsa innehållande luft och andra gaser, som ännu
inte hunnit återabsorberas av vattnet. De enskilda
kavitationsblåsornas livslängd kan med hjälp av filmen
fastställas till 0,01 s. Mueller har även uppskattat tiden för
implosionen till 0,0033 s. Tyvärr har den av KMW
beställda anordningen för ögonblicksfotografering med
stroboskop ännu ej levererats, varför några fotografiska
upptagningar av kavitationen för närvarande ej kunna göras
vid hydrauliska laboratoriet i Kristinehamn.
Materialfrätningarna till följd av kavitation uppstå av
de plötsliga tryckstegringar, som erhållas vid
kavitationsblåsornas implosion. I en uppsats om kavitation i
"Hy-draulische Probleme" visar Föttinger, att de
tryckstötar, som uppstå vid implosionen, kunna nå värden av
tusentals atmosfärer vid implosionstider av 0.01—0,001 s.
Till samma resultat har man kommit i ett avsnitt
behandlande materialfrätningar till följd av kavitation i
Bauers handbok ’ Der Schiffsmaschinenbau ’.
Med det ovan sagda anser jag det uppenbart, att
kavitationen består av blåsor, som bildas och försvinna med
hög frekvens, samt att materialfrätningarna uppkomma
på grund av de tryckstötar, som uppstå vid blåsornas
implosion. Detta utesluter naturligtvis inte, att mekaniska
materialfrätningar kunna uppstå av andra orsaker. De
Haller skiljer t.ex. i en artikel om erosion i "Handbuch der
Werkstoffprüfung’ på tre orsaker till frätningar: erosion
genom föroreningar i vattnet, erosion genom vattenstänk
och erosion genom kavitation. Därvid åstadkommas
frätningar i det första fallet av fasta föremåls slag mot ytan
i fråga, i det andra av vätskans slag och i det tredje fallet
av slag vätska mot vätska eller vätska mot fast yta.
Hans Edstrand
Enligt min mening kan man ej direkt jämföra det
tänkta implosionsfenomenet vid kavitation med förloppet,
då man inleder ånga i en kall vattenmassa. I det senare
fallet har man en större temperturskillnad, som medför
en hastig kondensation av ångblåsan och därmed en smäll,
men i förra fallet, där temperaturerna på vattnet och på
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
