Full resolution (JPEG) - On this page / på denna sida - H. 20. 20 maj 1952 - Andras erfarenheter - Atomenergi för raketmotorer, av Wll - Halvhård lagermetall, av sah - Sätt att öka rostfritt ståls hårdhet, av SHl - Tung betong för strålningsskydd, av SHl - Aducering av gjutjärn i gas, av SHl
<< 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.
484
TEKNISK TIDSKRIFT
strömningshastigheten ur reaktionsmunstycket.
Verkningsgraden rjo definieras av
Ur ekv. (8) och (9) får man då
= (10)
& ’/o
Förutsätter man att rji och rj0 har samma värden för
atomenergimotorn och den kemiska motorn samt att
dragkraften F skall vara lika i båda fallen får man av ekv. (7)
och (10)
Pfa _ C V 2 t]o Tja _ VUg . .
Pfk Vuk Vuk
För beräkning av denna kvot mellan förlustvärmena måste
man känna det numeriska värdet på de olika ingående
faktorerna. För den kemiska motorn kan räknas med
flamtemperaturen 3 500°K och utströmningshastigheten på
gaserna Vuk = 2 200 m/s, som vid värmevärdet 8,1 MJ/kg
ger verkningsgraden r]ö = (2 200)7(2 • 8,1 • 106) = 0,30. Med
ovan angivet värde på r\a och med ljushastigheten c = 3 • 108
m/s får man
Pfa _ 3 • 108 y/2Tö,3 . 7,31 ■ IQ"4 _
Pfa 2 200 280°
För atomenergimotorn enligt det första alternativet får
man alltså vid samma dragkraft ca 3 000 gånger så stor
energiförlust som för den kemiska motorn. Då
energiförlusten redan för den kemiska raketmotorn är på
gränsen för vad man kan tillåta, visar beräkningen, att detta
alternativ för användning av atomenergi är omöjligt att
tillämpa.
Det andra alternativet med ett sekundärt arbetsmedium
skiljer sig icke så mycket från den kemiska raketmotorn.
I detta fall får man vid användning av väte som
arbetsmedium 3,5 och vid användning av vatten 1,2 gånger så
stort förlustvärme som vid den kemiska motorn. Med
hänsyn till kylningen skulle därför en atomenergiraket,
åtminstone med vatten som arbetsmedium, vara utförbar.
För en raket, där utströmningshastigheten är vu, kan
man, om man bortser från friktionsförluster och tyngdens
inverkan, beräkna raketens sluthastighet vr ur uttrycket
Vr — Vu • In — = Vu • In (1 -f- a q) (12)
77? 2
Här är m1 raketens massa med bränsle och ms tom vikt
utan bränsle, a raketens bränsleutrymme i förhållande till
tomvikten (ms/kg) och Q bränslets täthet (kg/m3). Vid en
atomenergiraket kan man bortse från ändringen av det
primära bränslets massa, så att a och Q här endast avser
det sekundära arbetsmediet.
Faktorn a bör ju ha ett så högt värde som möjligt. Vid
stora raketer har man kommit till värden på ca 1/320
m3/kg. I nedanstående tabell anges resultat av beräkningar
för olika raketbränslen för värden a från 1/320 till 1/80
m3/kg; det sistnämnda värdet synes dock vara mycket
svårt att komma till. Vid beräkningen har i samtliga fall
antagits 3 500°K som högsta temperatur.
Rakettyp Kemisk Atomenergi
Bränsle (sekundärt 75 */o Flytande Vatten Flytande
arbetsmedium) etyl- väte + väte
alkohol + flytande
flytande syre (med
syre
väteöverskott)
Utströmningshastighet vu m/s 2 200 3 650 2 630 7 700
Bränslets täthet Q ..... kg/m3 960 192 1 000 72
Masskvot (1 + ae)
vid a = 1/320 ms/kg ......... 4 1,6 4,125 1,225
1/160 ................ 7 2,2 7,25 1,45
1/80 ................ 13 3,4 13,5 1,9
Raketens sluthastighet vr
vid a = 1/320 m»/kg .... m/s 3 030 1 720 3 750 1 560
1/160 .......... m/s 4 270 2 880 5 200 2 840
1/80 .......... m/s 5 600 4 370 6 850 4 910
Av tabellen framgår att de tunga bränslena är bäst och
att man får ungefär samma värden på raketens
sluthastighet för den kemiska raketen med etylalkohol som för
atomenergiraketen med vatten. Det något högre värdet för
atomenergiraketen bör för övrigt reduceras för en riktig
jämförelse, då man för en sådan raket inte kan räkna
med så högt värde på faktorn a som vid en kemisk raket.
Någon fördel att använda atomenergibränslen för drift av
raketer finns det alltså icke.
Då användning av atomenergi ju medför en mängd extra
svårigheter, finns alltså inga skäl att använda denna
energiform för drift av raketer. Anledningen till att man
får bättre resultat vid vanliga reaktionsmotorer är att man
där har tillgång till obegränsade mängder luft som
sekundärt arbetsmedium (Flight 23 nov. 1951). Wll
Halvhård lagermetall. För en hel del ändamål har
nuvarande typer av lagermetaller visat sig vara antingen
för mjuka eller för hårda. Luckan synes nu ha fyllts av
en lagerkonstruktion, där relativt hård metalltråd är
inbäddad i en mjukare lagermetall.
I ett utförande komprimeras fyra lager koppartrådsduk
till en rörform med hjälp av en expanderande dorn vid
ett tryck av 85 kp/cmB. Röret förtennas genom doppning
och inlägges i varmt tillstånd i en form, där
mellanrummen — 70 vol-^/o — i kopparstommen fylls med en
lagermetall innehållande 5 °/o antimon, 8,5 °/o tenn och resten
bly.
Efter bearbetning visar sig lagerbussningens yta bestå av
små kopparytor, som är slumpmässigt spridda i den
mjukare lagermetallen. Ett krav är också att kopparn inte
förekommer i geometriska mönster, då t.ex. förekomsten
av en hel koppartråd i längdriktningen skulle skada den
roterande axeln (Engineers’ Digest nov. 1951). sah
Sätt att öka rostfritt ståls hårdhet. Det uppges, att
man kan göra rostfritt stål hera gånger hårdare än som
hittills varit möjligt genom att först upphetta det kort tid till
1 150°C, kyla först i vatten och sedan till — 185°C, valsa
det från 6 till 1,5 mm och slutligen åldra det flera timmar
vid — 185°C.
Draghållfastheten och 0,2-gränsen ökas mera på detta sätt
än genom vanlig kallbearbetning. Särskilt intressant är, att
proportionalitetsgränsen lär bli två gånger den, som fås
genom valsning vid rumstemperatur. Utmattningsgräns och
0,2-gräns vid torsion uppges växa med 50 °/o.
Austenitiska rostfria stål har mycket lågt
nötningsmotstånd i jämförelse med nötningsresistenta legeringar. Ett av
de prov, som behandlats enligt ovan angivna metod, visade
emellertid en nötningsresistens lika stor som eller bättre än
nötningsresistenta legeringars. Orsaken härtill anges dock
icke (Engineers’ Digest maj 1951). SHl
Tung betong för strålningsskydd. Betong är ett
relativt billigt material för skyddsväggar mot radioaktiv
strålning, men den har olägenheten att stora tjocklekar
fordras. Vid Oak Ridges laboratorier har man därför gjort
många försök att framställa en tyngre betong, som skulle
kunna användas i mindre tjocklek än den vanliga.
Slutligen har möjligheterna att ekonomiskt tillverka betong av
bariumsulfat undersökts.
Resultatet har blivit en betong vägande 3,5 t/m8 mot ca
2 t/m3 för vanlig betong. Den kan användas för skärmning,
om den inte sänks ned i vatten eller utsätts för stark,
kontinuerlig tvättning (E G Ti rpåk i Civil Engineering aug.
1951). SHl
Aducering av gjutjärn i gas. För att avkola eller
aducera gjutjärnsdelar packades de förr i lådor tillsammans
med järnmalm och upphettades till ca 1 000°C under en
viss tid. Härvid verkade malmen som oxidationsmedel och
avlägsnade kol ur göten utan att oxidera järnet. Aducering
i gas har emellertid gjort stora framsteg, och man kan nu
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
