Full resolution (JPEG) - On this page / på denna sida - H. 3. 1944 - Verkningsgraden hos fartygspropellrar, 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.
76
TEKNISK TIDSKRIFT
Vid s = O (ingen slip) uppstår ingen
impuls-verkan på vattnet, ingen tryckkraft uppkommer,
och följaktligen är
fr = 0 för s <= 0
För att vrida runt propellern åtgår likväl ett
visst vridande moment på grund av dess
friktion mot vattnet, virvelavlösning o.d. Sålunda är
/q =‡= 0 för 5 = 0
Det första bråket i uttrycket för t] blir alltså = 0
och
r] = 0 för s = 0
Vid s = 1 (dragning i kaj) uträttar självfallet
propellern intet nyttigt arbete. I uttrycket för rj
blir faktorn (1 — s) =0 och således
r] — 0 för s = 1
Mellan s = 0 och s = 1 måste
verkningsgradsfunktionen ha ett maximivärde, motsvarande den
slip, som är gynnsammast för propellern. Detta
maximivärde ligger emellertid relativt lågt i
förhållande till verkningsgraden hos t.ex. mekaniska
och elektriska överföringsorgan, och
verkningsgrader över 70 % höra för fartygspropellrar till
sällsyntheterna.
Till varje verkningsgradsproblem anknyter sig
osökt frågan: Vart tar den förlorade energin
vägen? Vid de flesta energiöverföringsförlopp är
man numera tämligen väl underrättad om
förlustkällorna, och i de fall, då de samtliga äro
kända och mättekniskt kunna behärskas, kan
man upprätta ett Sankeydiagram. Ett dylikt
gällande för ett normalt lastfartyg med de
verkningsgradsiffror, som förut angetts, får ett
utseende ungefär enligt fig. 2. Ett noggrant
studium av förlustkällorna underlättar avsevärt
strävan mot högre verkningsgrad och är en
förutsättning för systematiska ansträngningar i denna
riktning. I fråga om propellerförlusten synes
ännu en del brista i detta avseende.
Fig. 2. Sankeydiagram för lastfartyg.
Förlustenergin uppdelas lämpligen i två
huvudgrupper:
i vattnet efter propellern kvarstående
rörelseenergi, som genom vattnets inre friktion med
tiden omvandlas till värmeenergi av vattnets
temperatur;
vattnets motstånd mot propellerns rotation,
vilket även ger värmeenergi av vattnets
temperatur.
Förluster genom i propellervattnet
kvarstående rörelseenergi
Den viktigaste andelen av denna förlustgrupp
utgör vad jag vill kalla slipförlusten, vilken
uppkommer därigenom att propellern måste
accelerera en vattenstråle till en viss hastighet i
förhållande till den omgivande vattenmassan, och
denna stråles hastighetsenergi sedan omvandlas
till värme. Propellerstrålen bibringas emellertid
icke blott en axiell hastighet, utan även en viss
rotationshastighet genom att propellern drar
med sig vattnet vid rotationen. Denna
hastighetsförlust benämnes i det följande rotationsförlust.
Vidare äger en viss avlösning av virvlar rum kring;
propellern, särskilt spets-, kant- och navvirvlar,
vilka bli kvar i kölvattnet och öka dess
rörelseenergi. Denna förlust benämnes virvelförlust.
Slipförlusten
Propellertryckkraften uppkommer genom den
impulsverkan, som propellern utövar på det
genom den strömmande vattnet. För att erhålla en
viss propellertryckkraft måste en viss
rörelsemängd bibringas vattnet per tidsenhet.
Rörelsemängden W är
W = m (v2 — ) = m ca
där m^den genom propellern per
tidsenhet strömmande vattenmassan.
v2 — hastighetsökningen = c„
En viss rörelsemängd kan alltså erhållas genom
att ge en stor massa en låg hastighet eller en
mindre massa en högre hastighet. Dessa bägge
ytterlighetsfall motsvara stor propeller med liten
slip, resp. liten propeller med stor slip.
Emellertid är det ur verkningssynpunkt icke
likgiltigt, huru massan och hastigheten avpassas
i förhållande till varandra. Beräknar man
nämligen den i kölvattnet förlorade slipenergin,
erhåller man följande uttryck för den ideala
verkningsgraden rjid med hänsyn endast till
slipförlusten
1
där ca = hastighetsökningen.
Denna ekvation förklarar t.ex. varför
verkningsgraden måste bli låg vid raketdrift eller
reaktionsdrift av flygplan. Man har ju i dessa
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
