Full resolution (JPEG) - On this page / på denna sida - 1959, H. 27 - Fartygssvängningar, av F H Todd
<< 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.
Tryckfältet omkring propellern
Experimentella mätningar av tryckfältet kring
en roterande propeller i en kavitationstank har
utförts vid David Taylor Model Basin8’9.
Tryckmätningar gjordes längs en horisontell linje
parallell med axeln och på avståndet 0,6 D
över den (dvs. 0,1 D över toppen på
propeller-periferien). Dessa visade, att den maximala
tryckamplituden inträffar vid en punkt som
ligger 15 % av diametern för om propellern.
Mätningar i samma plan som propellern och
vid samma höjd över axeln påvisade två
punkter med maximal tryckamplitud på varje sida
om det vertikala planet genom axeln. Vid
mycket hög belastning, sammansmälte dessa till
en topp med mycket stor amplitud i
centerplanet. Inverkan av spetsklarning undersöktes
i ett plan 15 % av diametern för om propellern.
Minskning i tryckamplitud med omkring 60 %
erhölls vid en ökning av spetsklarningen från
10 till 25 % av propellerdiametern.
Bladantalets inverkan
Försök utfördes även med propellrar med 1, 2
och 4 blad. Oscillografregistreringar av
tryck-amplituderna visade att bladfrekvensen var
dominerande i samtliga fall, men medan det
vid ett blad fanns ett stort antal harmoniska
övertoner, så visade resultaten vid 4 blad
faktiskt endast bladfrekvens. Likaledes minskade
amplituden hos totaltrycket med bladantalet.
Författarna tog resultaten från den 1-bladiga
propellern och beräknade den tryckresultant,
som skulle erhållits genom att sammansätta
fyra sådana blad. Detta visade mycket god
överensstämmelse med mätresultaten för en
4-bla-dig propeller, och de fortsatte därefter upp till
10 blad och visade att i det senare fallet
tryckamplituden uppgick till en mycket liten
procent av propellertryckkraften.
Antal blad 1 4 6 10
Tryckamplitud
propellertryckkraft 0,32 0,22 0,12 0,015
De nämnda tryckvariationerna återfinns i
den fria vätskan. Genom speglingsmetoden kan
man visa, att tryckvariationerna på en fast yta
blir dubbelt så stora som i fria vätskan.
När man tar i betraktande den höga
frekvensen och den lilla amplituden av krafterna vid
en 5-bladig propeller och skrovets stora
dämpning vid dessa frekvenser, så är det mycket
som talar för ett sådant val vid ett
1-propeller-fartyg med hög maskinstyrka. Många har även
sådana propellrar. Det skulle tyckas att en
7-bladig propeller skulle vara ännu bättre ur
vibrationssynpunkt, men denna måste
konstrueras mycket noggrant för att man skall undvika
överdrivna förluster vid bladroten på grund
av störning. En kombination av 7 blad, stort
nav och vridbara blad skulle vara ett intressant
experiment.
Förändringarna i propellertryckkraft kan
även ge upphov till axiella och transversella
svängningar i axlarna och dessa kan i sin tur
överföras till skrovet.
I allmänhet har långskeppsvibrationer endast
varit besvärliga i mycket stora fartyg med hög
effekt såsom slagskepp och passagerarfartyg.
I sådana fartyg är axelledningen från propeller
till maskinrum så lång, att frekvensen hos
första ordningens longitudinalsvängning i
axelsystemet är tillräckligt låg för att giva resonans
med pulsationen från propellern. Med en
variation i propellertryckkraft av ± 10 % och med
en förstoringsfaktor vid resonans av 10 kan
trycket som överföres till trycklagerblocken
variera från noll till två gånger medelvärdet. I
sådana fall består botemedlen av lämpliga
klar-ningar vid propellern och rätt bladantal. I
detta speciella fall bör man placera trycklagret
längre akterut för att minska axellängden och
på så sätt öka den naturliga frekvensen.
Böjbelastning hos axlarna på grund av
variationer i storlek och angreppspunkt hos
propellertryckkraften har undersökts. En del
experter tror att sådan böjning vållat de många
brustna axlarna i Liberty-skepp och T
2-tank-skepp.
Acceptabla vibrationer
Skeppsbyggaren tillfrågas ofta om tillåtna
gränser för vibrationerna ombord. Acceleration
anses oftast vara avgörande härvidlag.
Taylor" ansåg 1930, att den maximalt tillåtna
accelerationen skulle vara 15 cm/s2. För 120
och 600 svängningar per minut motsvarar
detta amplituder av respektive 1,0 och 0,04 mm.
Richards12 menade 1949 att "gränsen för för-
Fig. A. Tryckfördelning i vätskan kring ett
propellerblad; D propellerdiameter, t spetsklarning, p
tryck-ändring i vätskan, T axialkraft divide rad med
disk-arean.
688 TEKNISK TIDSKRIFT 1959
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
