Full resolution (JPEG) - On this page / på denna sida - H. 34. 18 september 1956 - Propellerkavitation, av Curt Borgenstam
<< 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.
18 september 1956
767.
Propellerkavitation
Marindirektör Curt Borgenstam, Stockholm
Kavitationen är ett hydrodynamiskt fenomen,
som i allmänhet uppträder vid vattenströmning
med lågt tryck och stor strömningshastighet, t.ex.
vid vattenturbiner och pumpar. Inom
skeppstekniken kan kavitation uppträda på roder,
axelbärare och propellrar. Det är speciellt i det
sistnämnda fallet som den kan erbjuda särskilt
besvärliga problem (Tekn. T. 1950 s. 571).
Historik
Det var i början av 1890-talet som
kavitations-fenomenet först började göra sig påmint inom
skeppsbyggeriet. Att det kom att ske just vid
denna tidpunkt, hade ett militärt och ett
maskintekniskt skäl. En ny, snabbare typ av
krigsfartyg, torped jagaren, hade börjat utvecklas,
vars stridsvärde framför allt baserades på
fartöverlägsenhet över de befintliga torpedbåtarna.
En ny marin kraftkälla, ångturbinen, hade
kommit fram, vilken möjliggjorde höga effekter med
låg vikt men även nödvändiggjorde ett högt
varvtal för att kunna utnyttjas. Så länge man ej
kunde åstadkomma tillförlitliga kuggväxlar för
höga effekter, måste detta höga varvtal också
överföras till propellern, vilket i hög grad
försvårade dess arbetsförhållanden.
Pionjärerna i kampen mot den nya fartfienden
var två engelsmän, Thornycroft och Parsons,
vilka var verksamma inom var sitt av de
nyssnämnda områdena. Thornycroft var en av de
främsta konstruktörerna och tillverkarna av
torpedjagare. Parsons var den förste som byggde en
marin ångturbin, och han ansåg med rätta, att
dess möjligheter mest slående skulle illustreras
om den först presenterades i ett ytterst
snabbgående flytetyg. Han byggde därför sin berömda
experimentbåt "Turbinia", vilken kom att bli så
epokgörande, att dess akterskepp med
maskineri, axlar och propellrar fått en hedersplats på
Science Museum i London. Parsons efterlämnade
skrifter vittnar vältaligt om den dramatik och
äventyrsanda, som präglade pionjärernas
framträngande över en av marinteknikens dittills
okända gränser. I själva verket hade Parsons
förutsett propellersvårigheter redan före
provturerna, ehuru besvären blev större och delvis
av annan art än han föreställt sig.
Föl-edrag i avd. Skeppsbyggnadskonst och Flygteknik den 11 april
1956.
Den "klassiska" kavitationsteorin 629.12.037
Vilka var nu dessa svårigheter? Jo, man fann,
att fartökning utöver en viss gräns krävde en
alldeles oproportionerligt stor effektökning.
Samtidigt uppstod kraftiga vibrationer och buller i
akterskeppet, och efter en längre tids körning
kunde man konstatera frätskador på
propellrarna.
Fenomenets allmänna karaktär stod redan
tidigt klar för de dåtida forskarna. William
Frou-de präglade den ganska träffande benämningen
"kavitation" (hålrumsbildning). Det brittiska
amiralitetets kavitationskommitté framlade 1916
den första fullständiga teorin för dess uppkomst.
Denna teori säger i stort sett följande.
Propellerns verkan baseras på att den bakom
sig skapar ett övertryck och framför sig ett
undertryck i vattnet, vilket i sin tur åstadkommer
en propellertryckkraft. Trycket fördelar sig på ett
visst sätt utmed propellerbladens ytor. Ju högre
farten och belastningen drives, dess större måste
övertrycket på trycksidan och undertrycket på
sugsidan vara för att ge tillräcklig kraft. När
undertrycket i någon punkt av propellerytan
drivits så lågt, att det motsvarar vattnets
ångbildningstryck, förångas vattnet lokalt. Ångblåsorna
förs av vattenströmmen vidare utmed ytan och
kommer därvid förr eller senare in i ett område
med högre tryck än ångbildningstrycket. Därvid
kondenserar ångblåsorna återigen till vatten,
vilket sker så plötsligt och häftigt, att förloppet
förtjänar benämningen "implosion". Att
fartökningen blir ringa när kavitationen inträder, beror på
att verkningsgraden minskar, vilket i sin tur har
sin grund i att undertrycket på sugsidan ej kan
minskas längre än till ångbildningstrycket.
Bullret och vibrationerna härrör från ångblåsornas
implosioner, och frätningen förklaras genom
vattnets mekaniska slagverkan på ytan vid
im-plosionerna.
Parsons angrep problemet experimentellt och
byggde världens första kavitationstankar. Som
ett kuriosum kan nämnas, att den första helt
enkelt utgjordes av en kastrull med 30 cm
diameter, i vilken en modellpropeller arbetade
tangentiellt. För att åstadkomma kavitationen
uppvärmde han vattnet i kastrullen till nära
kokpunkten, så att ångbildningstrycket nåddes på
propellerns sugsida. I kastrullen fanns ett föns-
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
