Full resolution (JPEG) - On this page / på denna sida - H. 24. 17 juni 1950 - Kavitation vid propellrar — forskningens nuvarande läge och mål, av Hans Edstrand
<< 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.
10 juni 1950
577
nedsugning och vågbildning från en fri
vattenyta. Denna kavitationstank hann på grund av
krigshandlingar aldrig tas i bruk i Hamburg,
men lär efter krigets slut ha övertagits av
England för engelska marinens försöksanstalt i
Haslar. Det kan i detta sammanhang framhållas,
att man även i äldre kavitationsanläggningar
gjort försök med olika störande kroppar i
strömmen framför modellpropellern, t.ex. modeller av
axelbärare. I kavitationstanken i Kristinehamn
gjordes för några år sedan omfattande försök
med en rotationssymetrisk kropp,
representerande fartyget inmonterad i tanken framför
mät-stället. Bortsett från de tidigare omnämnda
undersökningarna av Lewis4 finns emellertid ej
några resultat från dylika försök tillgängliga i
litteraturen.
Från dén ovan omtalade stora tyskbyggda
kavitationstanken är naturligtvis steget inte långt till
en anläggning av sådana dimensioner, att man
kan kavitationsundersöka hel, skalenlig
fartygsmodell med tillhörande modellpropeller eller
-propellrar. Helst bör därvid samma modeller
användas som i den släpränna, som
kavitationstanken samarbetar med, detta för att erhålla
jämförelser mellan de olika försöken. David
Taylor-tanken förfogar över en öppen
vattentunnel med cirkulerande vatten7. Dess mätsektion,
som således har en fri vattenyta mot yttre
atmosfären, har ungefärliga dimensionerna, längd
18 m, bredd 7 m och djup 3 m. Tunneln
användes för motståndsmätningar av fartygsmodeller,
som komplement till försök i släpränna.
Vid Statens Skeppsprovningsanstalt har en
dylik kavitationstank för propellerdrivna
fartygsmodeller projekterats, fig. 6. Tanken har
ungefär samma dimensioner, som den ovan
omtalade öppna, amerikanska anläggningen. Samma
modeller, som i anstaltens släpränna, tänkes som
provningsobjekt. Kraftbehovet i en dylik
anläggning blir naturligtvis mycket stort. För en 5—6
m/s vattenhastighet genom mätsektionen åtgår
ett effektbelopp på omkring 3 000 hk hos
driv-pumpen. Även evakueringen blir en omständlig
procedur, för vilken man antagligen måste
förutsätta ångstrålsugare. Anläggningskostnaderna
för ett dylikt projekt blir givetvis avsevärda. En
stor teknisk svårighet i en tank av detta slag
är slutligen även vågbildningar och andra ej
önskvärda störningar i den fria vattenytan.
Tidigare har den i vattnet lösta gasen
framhållits som en av de störande faktorer, som
uppträder vid överföring av resultat från
kavitationstank till full skala. För de gaser, som
företrädesvis finns lösta i naturligt vatten, syre och kväve,
gäller, att de löses under bibehållen molekylvikt.
De reagerar alltså inte kemiskt med vätskan.
För lösningen gäller därför de Henrys lag, dvs.
den lösta mängden av gasen är vid mättning
direkt proportionell mot det partialtryck, som
respektive gas utövar på vätskeytan. Vidare
beror den lösta gasmängden av temperaturen så,
att ett vatten av lägre temperatur förmår lösa en
större mängd gas än motsvarande vid högre
temperatur. Proportionerna mellan löst syre och
kväve i vatten vid mättning är som tidigare
framhållits ungefär 1 : 2. Dessa gaser löses
således i helt andra proportioner, än vad de
förekommer i luft, där motsvarande förhållande är
1 : 4. Det är således oegentligt att tala om luft
löst i vatten, som brukar förekomma i
litteraturen.
För havsvatten brukar oceanograferna räkna,
att syre och kväve finns lösta till mättning vid
atmosfärtryck i varje fall intill djup, där
normala fartygspropellrar arbetar. Vid sänkning av
trycket under ett kavitationsförsök i en tank
däremot avskiljes lösta gaser, som bortgår genom
evakueringsanordningen, och ett jämviktsläge
inträder så småningom. Detta jämviktsläge
bestämmes därvid i allmänhet icke av det tryck,
som råder vid modellpropellern utan av något
medeltryck i tanken. En del av de gasmängder,
som avskiljes i det låga trycket runt
modellpropellern, återlöses nämligen i andra delar av
tanken, där trycket är högre. Härtill kommer
oundvikliga läckor av luft in i systemet.
Med hänsyn till det ovan sagda beträffande
syre och kväves lösning intill mättning vid
atmosfärtryck i havsvatten, ligger det närmast
till hands att antaga, att gashalten i
kavitations-tankens vatten bör vara sådan, att mättning
uppnås vid det statiska tryck, soin vid försöket
i fråga råder vid modellpropellern. Detta
förfarande tar emellertid icke hänsyn till en
mycket viktig faktor vid gasens avskiljande,
nämligen tiden. Vattnet passerar nämligen vid ett
normalt kavitationsprov mätstället med det där
rådande låga trycket på mycket kort tid (ca
V2 s), och gasen hinner helt enkelt inte avskiljas,
i varje fall inte i samma utsträckning som vid
fartygspropellern.
Hela frågan om gashalten i kavitationstankens
vatten vore naturligtvis av ingen eller ringa
betydelse, om gashalten ej hade något inflytande
på propellerkarakteristikorna. Det är emellertid
tvärtom så, att dessa karakteristikor under vissa
omständigheter influeras mycket kraftigt av
gashalten. Detta framgår av undersökningar, som
jag har företagit i tanken i Kristinehamn8. Fig. 7
visar några resultat från dessa undersökningar.
Karakteristikorna är som tidigare (se fig. 5)
uppsatta i dimensionslös form som funktion av
framdriftstalet l. Kurvorna gäller vid konstant
kavitationstal o = 1,5. Som parameter har
relativa gashalten oc/ocg använts, där oc är den
aktuella lösta gasmängden i cm3/l vatten vid
försöket och a, motsvarande mättningsvärde vid
atmosfärtryck och den aktuella temperaturen.
Av kurvorna och resultat från stroboskopiska
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
