Full resolution (JPEG) - On this page / på denna sida - Sidor ...
<< 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.
21 sept. 1935
MEKANIK
91
JÄMFÖRELSE MELLAN CIRKULATIONEN I LUTANDE OCH
I VERTIKALA VATTENRÖR I ÅNGPANNOR.
Av ingenjör Ernst Molinder.
Vattnets och ångans strömning i vattenrörpannor
har varit föremål för en hel del undersökningar, både
teoretiska utredningar och experiment med modeller
eller verkliga ångpannor.
I de allra flesta fall hava experimenten utförts med
vertikala rör, och ur dessa försök har man sökt
bedöma strömningsförhållandena även i lutande rör.
Ur de av Cleve1 utförda försöken med lutande rör
kan man på grund av provanordningens
ofullkomlighet ej draga några bestämda slutsatser.
I ett vertikalt rör blandas sannolikt ånga och
vatten tämligen lätt med varandra, emedan bådadera
stiga lodrätt uppåt. I ett lutande rör däremot kan
väntas, att ångan under tyngdkraftens inflytande
skall stiga upp mot rörets översida och först sedan
den kommit dit följa rörets lutning och sålunda
bilda en särskild kanal ovan vattnet. Man har
vanligen ansett, att en dylik separation av ånga och
vatten skulle höra till undantagsfallen och äga rum
blott vid mycket små inloppshastigheter hos vattnet
och liten lutning hos röret.2
För att utröna, hur det förhåller sig med denna
sak, ha vid Ingeniörsvetenskapsakademiens
Ang-värmeinstitut3 nedan beskrivna preliminära
undersökningar och övriga studier företagits.4
Innan undersökningarna närmare behandlas, skola
några synpunkter framhållas beträffande
strömningen i rör med skilda ång- och vattenvägar samt
beträffande blandningar av ånga och vatten, s. k.
ångemulsioner.
Först bör beträffande icke horisontala rör fram
hållas, att i en mer eller mindre intim blandning av
ånga och vatten ångans stighastighet i förhållande
till vattnet är beroende icke blott på skillnaden
mellan emulsionens ooh ångans volymvikt utan även på
vattnets egen hastighet.5 Såsom nedan visas kan
denna tidigare konstaterade men ej närmare utredda
inverkan av vattenhastigheten förklaras såsom en
direkt följd av den vid vattnets strömning
uppträdande tryckförlusten tillsammans med ändringen av
ångans fördelning vid ändrad vattenhastighet.
Antag först, att vattnet i ett vertikalt rör är
stillastående och att ångans stighastighet då är vå.
Antag sedan att vattnet gives hastigheten vT i riktning
uppåt. Om strömningsförlusten ej inverkade på
ångans relativhastighet, skulle nu ångans absoluta
hastighet för samma emulsion bli vå -|- vv. På grund
av tryckförlusten genom strömningen blir emellertid
tryckskillnaden mellan en ångbubblas högsta och
1 Cleve, Modellversuche über den Wasserumlauf in
Steil-und Schrägrohrkesseln, VDI-Forschungsheft 322, Berlin, 1929.
2 Se t. e. Quack, Einfluss der Bauart auf den
Wasserumlauf in Schrägrohrkesseln, Mitt. Ver. Grosskesselbesitzer,
Heft 42, Berlin, 1933.
3 Undersökningarna hava till största delen bekostats av
Ingeniörsvetenskapsakademiens bränsletekniska kommitté.
* Se även Molinder, Negativ cirkulation i ångpannor med
liggande vattenrör, Teknisk tidskrift Mekanik, 1932, s. 45.
5 Se t. e. Schmidt—Behringer—Schurig, Wasserumlauf
in Dampfkesseln, VDI-Forschungsheft 365, Berlin, 1934.
lägsta punkter större än i stillastående vatten. Lika
mycket ökas den kraft, som driver bubblan uppåt i
förhållande till vattnet, dvs. bubblans försprång
växer med vattnets hastighet. Härvid bortses från
ändringen av specifika vikten hos ångan till följd
av tryckändringen. Förhållandet blir, vad
försprånget beträffar detsamma, som om vattnet vore
stillastående och dess volymvikt ökades.
Om vattnet antagits strömma nedåt, skulle på
motsvarande sätt dess skenbara volymvikt minskats
och alltså ångans relativa stighastighet blivit mindre
än vid stillastående vatten.
Är 11 — vertikala avståndet mellan två
horisontella snitt, m,
yem — emulsionens volymvikt, kg/m3,
p — tryckförlusten (friktions- och
accelerationsförlust), kg/m2,
blir vid lägre ångtryck det tryck i kg/m2, som
driver ångan uppåt relativt vattnet, lika med Hyem±p
med plustecknet gällande vattenströmning uppåt och
minustecknet vattenströmning nedåt.
Dessa omständigheter kunna för stigrör få en viss
betydelse, enär både accelerations- och
friktionsförluster förorsaka tryckfall. Särskilt vid pannor med
ringa fallrörsmotstånd och hög avdunstning, dvs. i
sådana fall, där cirkulationens drivande kraft är
mycket stor och till största delen förbrukas i
stigröret, utövar tryckfallet i stigröret på grund av
vattnets strömningsförlust ett avsevärt inflytande på
ångans försprång.
Schurig1 lämnar uppgifter om strömningsförlust,
volymvikt m. m. hos en emulsion av luft och vatten,
som vid atmio sfärtryck strömmar i ett lodrätt
mässingsrör av 3 200 mm längd och 47 mm diameter.
I ett fall, där emulsionen hade en volymvikt av
470 kg/m3 och strömningsförlusten var 795 mm
vattenpelare, var alltså statiska tryckskillnaden i röret
3 200 • 0,470 + 795 = 2 295 mm vattenpelare. Av det
tryckfall, som bestämmer ångans försprång,
utgjordes alltså 34,5 % av strömningsförlust. Vattnets
verkliga strömningshastighet finns ej angiven, men
torde med hjälp av vissa uppgifter kunna uppskattas
till något mera är 4 m/s. — I ett annat fall var
emulsionens volymvikt 520 kg/m3 och strömningsförlusten
i samma rör 950 mm vattenpelare. Totala
tryckfallet i röret blir då 2 620 mm vattenpelare, varav alltså
36 % utgjordes av strömningsförlust. I detta senare
fall torde vattenhastigheten ha varit nära 5 m/s.
Man ser av dessa siffror, att tryckfallet på grund
av strömningsförlusten kan utöva ett avsevärt
inflytande på ångans försprång. I de citerade fallen
förorsakades strömningsförlusten blott av friktionen.
Accelerationsförlust var nästan utesluten, emedan
luften blåstes in vid nedre änden av röret och sedan
steg upp genom detta med oförändrad vikt och
endast obetydlig ändring av specifika volymen på grund
av tryckfallet. Måste man, såsom ofta är fallet, även
1 Loc. cit. 5, s. 21—22.
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
