Full resolution (JPEG) - On this page / på denna sida - H. 42. 16 november 1954 - Kavitationens mekanik, av Stig O W Bergström
<< 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.
16 november 1954
989
Kavitationens mekanik
Civilingenjör Stig 0 W Bergström, Stockholm
Enligt Bernoulli gäller för en strömmande
vätskas tillstånd ekvationen
p + % q v2 + q gh = konstant
där p (N/m2) är lokala trycket, o (kg/m3)
vätskans täthet, v (m/s) den lokala hastigheten och
h (m) höjden över ett givet basplan. Om v
ökas vid konstant h, så kommer p att avta
alltmer, till dess slutligen vid v = vk vätskans
ångtryck pv för den rådande temperaturen nås.
Vätskan övergår då i ångform i sådan utsträckning,
att strömningsfältet modifieras, så att vätskans
tryck åter blir större än pv i alla punkter.
Definition
De bildade ångblåsorna kallas kaviteter och
fenomenet kavitation. Bedan Euler gjorde 1754
en betraktelse av detta slag. Han påpekar, att
något icke närmare definierat otrevligt måste
hända i hydrauliska maskiner, om hastigheten
drivs upp över värdet vk. På Eulers tid hade
detta knappast någon praktisk betydelse, utan var
mera ett ämne för spekulationer.
Vid moderna hydromekaniska konstruktioner
med deras högt uppdrivna hastigheter är
kavi-tationsfaran ofta det centrala problemet och
utgör den begränsande faktorn för
utvecklingsmöjligheterna. Man kan t.ex. studera en
torpedkropp med ellipsoidnos (axelförhållande 2:1)
vid ökande hastighet. Ritas kurvor över de lokala
trycken längs en generatris på torpednosen (fig.
1), finner man att för hastigheten 10 m/s är
lägsta trycket 1,23 b, medan det vid 25 m/s är
endast 0,34 b och för 30 m/s teoretiskt mindre
än vätskans ångtryck.
Tydligen är det vid hastigheter över 30 m/s
risk för kavitation med början inom ett smalt
bälte strax för om nosens tangeringscirkel till
parallelldelen. Inom denna zon verkar inga yttre
sammanhållande krafter på vattnet, utan det
utsättes för en dragpåkänning. När denna
påkänning stigit över ett visst värde, rubbas
strömningsbalansen kring torpeden och ångfyllda
hålrum bildas i sådan mängd, att dragpåkänningen
utjämnas. Strömlinjerna antar en ny krökning,
så att icke längre några tryck under
mättnings-värdet förekommer i vätskan.
Följdfenomen 532.528
Buller och andra svängningsfenomen
Kavitationen åtföljes av ljudfenomen. Ofta
kan ett skarpt stackatoknatter höras långt innan
några blåsor är synliga för blotta ögat. Vid
fortgående utbredning av kavitationen ökas
ljudintensiteten till en början, vanligen för att nå ett
maximum och sedan åter avta, när trycket
sänkes ytterligare. Det alstrade ljudet är normalt
av bullertyp, blandningen av frekvenser är
således stor och allmän. I vissa fall kan dock
enskilda frekvenser förekomma med hög intensitet,
varvid man får svängningar i vätskan och den
omströmmade kroppen, samt eventuellt även
resonansfenomen.
Inverkan på de hydrodynamiska krafterna.
Vid begynnande, svag kavitation märker man
knappast något inflytande på det
hydrodynamiska kraftsystemet vid t.ex. en hydrovinge2-3.
Har vingens form varit mindre lämplig är det
även möjligt, att den i kaviterande strömning
får ett bättre glidtal (förhållandet
lyftkraft/motstånd) än vad den hade utan kavitation (fig. 2;
observera att vid svag kavitation är motståndet
för en given lyftkraft lägre än vid kavitationsfri
Fig. 1.
Torpednos med
tryckkurvor
för olika
hastigheter
v;
atmosfär-tryck 1,0 b,
vätsketryck
0,4 b
(djupgående -4 m).
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
