Full resolution (JPEG) - On this page / på denna sida - Häfte 20. 17 maj 1930 - Teknisk forskning med modellförsök, av F. C. Johansen, referat av Frithiof Holmgren
<< 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.
15 febr. 1930
TEKNISK TIDSKRIFT
283
som omfatta vätskeströmningar. Men även vid
andra slag av försök förekommer skaleffekten. I
alla dessa fall uppstår den helt naturligt av samma
anledning nämligen avvikelse i de dynamiska
förhållandena, och påkallar ävenledes samma åtgärder
och sätt för uppskattning som vid de förut nämnda
fallen.
Ett grunddrag hos skaleffekten som bör nämnas
är att medan den måhända orsakar en viss osäkerhet
i de kvantitativa resultaten vid modellförsök så är
den knappast märkbar ur kvalitativ synpunkt.
Medan motståndskoefficienten för en modell kan
obetydligt avvika från originalets kan sålunda en
mindre ändring av formen hos modellen, som
reducerar dennas koefficient hos originalet väntas
medföra en lika stor reduktion.
I samband med dessa allmänna synpunkter torde
det vara lämpligt att uttryckligt betona att en
noggrann undersökning av de förhållanden, som kunna
influera på valet av skaldimensioner vid olika
prob-Fem, förutsätter en intim kunskap om alla fysikaliska
storheter som kunna ha samband med vederbörande
problem. Ofta äro dessa kända från tidigare
fysikalisk forskning. Då de ej äro kända eller då någon
ny omständighet vid konstruktionens arbete i full
skala kan ge anledning till ovisshet, är dennas
skingrande genom en serie preliminära experiment
nästan det viktigaste. Därvid kan nästan alltid
modellförsök med fördel användas. Arbetsfältet för
detta slag av forskning är ingalunda litet. Det är
påtagligt att försök med modeller geometriskt
likformiga med planerade original i dessa fall måste
förebygga en hel del missgrepp genom att klarlägga
de lagar som de olika problemen i sig innesluta.
Luftmotstånd.
De ovanligt goda resultat som forskningen med
modellförsök ha givit vid lösandet av aeronautiska
problem är sannolikt det starkaste skäl som kan
anföras för tillämpningen av liknande metoder på den
mångfald aerodynamiska problem som föreligga inom
det mekaniska området. Da koefficienter och siffror
som finnas inom detta område äro skäligen få och
otillförlitliga. Det område som skulle behöva
undersökas är därför ganska vidsträckt, då däri inräknas
luftmotståndet hos alla slags fordon,
luftfriktionsförlusterna hos maskiner, fläktkonstruktioner,
flygpropellrar och vindmotorer samt vindtryck på olika
anordningar.
Så vitt man hittills känner utgöras de fysikaliska
storheter som influera på luftmotståndet hos fordon
i rörelse, av storleken och formen hos fordonets
ytterkonturer, dess hastighet relativt luften samt
tätheten och viskositeten hos luften.
Motståndskoefficienten hos ett fordon i rörelse bör därför kunna
härledas ur mätningar å en geometriskt förminskad
modell sålunda, att varje längdmått på modellen svarar
mot en konstant multipel därav hos originalet.
Mul-tipeln motsvarar således skalan hos modellen och
villkoret för dynamisk motsvarighet är att produkten
av längd, hastighet och luftens täthet dividerad med
viskositeten i bägge fallen är lika.
Med atmosfärisk vindtunnel, som är den lättast
överkomliga apparaten för detta slags försök, kan
tydligen det uppställda villkoret ej uppfyllas.
Vindhastigheterna som uppnås i tunneln äro visserligen
av samma storleksordning som fordonens hastigheter
och viskositeten med hänsyn tagen till tätheten hos
luften är approximativt den samma i bägge falleny
men storleken hos modellen är mindre än hos
originalet. "Skaleffekt" måste därför i regel tillgripas,
men med hänsyn till fordonens för närvarande (aero-r
dynamiskt sett) oregelbundna former torde denna
vara ganska liten.
Genom att arbeta med höga tryck i vindtunneln
(20 till 40 atmosfärer) har man lyckats åstadkomma
stora värden på ovannämnda matematiska uttryck
som skulle vara lika för såväl modell som original.
Vindhastigheter och krafter kunna därigenom hållas
inom för laboratorieändamål lämpliga värden.
Luftmotståndet hos järnvägståg. De upplysningar
som för närvarande stå till buds beträffande
luftmotståndet hos järnvägståg, synas vara alltför
otillför-litliga att tjäna såsom underlag för något annat äri
den allmänna slutsatsen, att luften-vid numera
använda snälltågshastigheter1 upptager omkring 35 %
av den totalt avgivna effekten. Det råder väl
knappast något tvivel om att en avsevärd reduktion av
luftmotståndet skulle kunna nås genom modifikation
av de yttre konturerna av lokomotiv och övrig
rullande materiel. Varje sådan konstruktionsförändring
erfordrar experimentellt bekräftande, men
kostnaderna för ett experimenterande i full skala och
omöjligheten av att antingen kontrollera vindstyrkan vid
varje tillfälle eller att särskilja luftfriktionen från
övriga friktioner omöjliggör praktiskt taget
mätningar i full skala. Vid vindtunnelförsök däremot
med modell i liten skala kan luftmotståndet ensamt
mätas och det är förvånande att systematiska
modellförsök på detta område ännu icke synes hava utförts.
Några få vindtunnelförsök av framlidne dr Goss2 äro
visserligen historiska, men de voro utförda med allt
för primitiva apparater för att kunna lämna
värdefulla resultat.
Det beredes ofta vissa svårigheter att vid
modellförsök på ett tillfredsställande sätt representera
banan över vilken tåget i verkligheten löper fram. En
metod, som med framgång använts för modellförsök
med landsvägsfordon, är att placera modellen i mitten
av tunneln och att i motsvarande skala under
fordonet anordna en tunn, skarpeggad, slät platta av
tillräcklig horisontal utsträckning på alla sidor. Direkt
kontakt mellan hjulen och plattan måste naturligtvis
undvikas för att ej få felkällor vid
motståndsbestämningen.
De villkor, under vilka ett tåg löper fram i lugnt
väder, innebära en hastighet hos luften relativt tåget,
men ingen hastighet relativt banan. Ett idealiskt
arrangemang av modellbanan vore då att låta denna
bestå av en ändlös rem, som utan att vidröra
modellen, löper under denna i samma riktning och
med samma hastighet som luftströmmen i tunneln.
Banhastigheten bör i sektion till luftströmmens
hastighet kunna hållas konstant vid olika värden för
att representera vindens hastighet relativt marken.
Ojämn fördelning av vindhastigheten i banans närhet
på grund av banans rörelse i vindens riktning skulle
kunna förebyggas. Med en dylik apparat uppnås en
korrekt avbildning av tågets rörelse vid vindstilla, då
1 Se The Engineer 1928 vol. 145 o. 116 och The Railway
Engineer 19 28 vol. 4 9 o. 257.
2 The Engineer 1898, vol. 86 s. 164.
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
