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.
90 TEKNISK TIDSKRIFT
Fig. 5. Radiell
tryckfördelning, uppkomst
au spetsvirvel.
Fig. 6. Överstegringsvirvel.
Storheten är tryckkraftbelastningen uttryckt
genom ekvationen
t = T
-iojr
2 v
medan / = är en motsvarighet till fram-
I) O)
driftstalet A —
Dn
I fig. 4 återges uttrycken i diagramform. Här
äro verkningsgraderna, den ideala och
inducerade, uppritade som funktioner av
tryckkraftbelastningen. Som synes blir inverkan av
rotationsförlusten tämligen ringa och kan i
allmänhet försummas. Även här har för jämförelses
skull inritats verkningsgradskurvan för en
modellpropeller enligt Schaffran med HlD= 1,0.
I avsikt att minska rotationsförlusten har en
mängd anordningar för tillvaratagande av
propellerstrålens rotation tillkommit. Med tanke på
rotationsförlustens ringa omfattning måste man
dock ställa sig mycket tvivlande till sådana
anordningars värde. De kunna anses berättigade i
de fall, då de icke medföra ökad friktionsyta,
som t.ex. då de helt enkelt bestå av
ledskene-utformning av redan befintliga propeller- och
roderstävar. Det kan i detta sammanhang
nämnas, att John Ericsson utformade sin första
propeller med två motroterande skovelkransar,
troligen emedan han överskattat rotationsförlusten.
Rotationsförlusten hänföres i det följande till
gruppen "restförluster" på grund av sin ringa
omfattning.
Virvelförlusten
Propellern skapar på sin sugyta ett undertryck,
på sin tryckyta ett övertryck i vattnet, och
härigenom uppkommer den framdrivande
tryckkraften. Tryckfördelningen i radiell led visas i
fig. 5. På grund av tryckskillnaden mellan
sug-och trycksida uppstår en omströmning av
vattnet runt bladkanterna, varigenom
tryckfördel-ningskurvan blir kontinuerlig. De största
tryckskillnaderna uppkomma vid bladspetsarna, och
här uppkomma på detta sätt spetsvirvlar. Dessa
avlösas och bli kvar som virvelenergi i vattnet.
En ytterligare virvelförlust uppkommer på
grund av vattnets avlösningsmotstånd mot
propellerbladen. Dessa virvelförluster äro i
allmänhet mycket små, och endast i den mån de ge
upphov till kavitation, förtjäna de beaktas i
högre grad. Avlösnings virvlarna äro i hög grad
beroende av friktionsytans råhet, varför en
yt-bearbetning av bladen är ett motmedel.
Menligare inverkan ha eventuellt
uppkommande överstegringsvirvlar, vilka i motsats till de
föregående böra betraktas som onormala.
Uppkomsten av dylika virvlar åskådliggöres i fig. 6.
Även om tillströmningshastigheten är konstant
över diskytan, dvs. medströmmen = 0, och
stigningen är konstant, så arbetar propellern med
utmed radien varierande anfallsvinkel, och denna
vinkel har ett maximum på en viss radie
14 iHVe
T = 2 V n
Tar man dessutom hänsyn till medström, så
finner man, att vissa delar av bladet komma att
arbeta med mycket stora anfallsvinklar, så stora
att överstegring med all säkerhet föreligger.
Hänsyn till medströmsfördelningen i radiell
led tas vid konstruktionen av en
"medströmspro-peller", med vilken upp till 6 % ökad
verkningsgrad lär ha uppnåtts. Även vid en dylik varierar
dock anfallsvinkeln radiellt, varför bättre
resultat kan ernås om propellern konstrueras med
för varje sektion gynnsammaste anfallsvinkel.
Det stöter på stora svårigheter att behandla
virvelförlusten matematiskt, varför den hänföres
till gruppen "restförluster".
Vattnets motstånd mot propellerns rotation
Det motstånd, som vattnet utövar mot en
bladsektion. utgöres dels av ett "nyttigt", dels av ett
"skadligt" motstånd, och det senare utgöres av
den rubricerade förlustkällan. Fig. 7 visar
principiellt tryckfördelningen runt en bladsektion.
Denna tryckfördelningskurva kan tänkas ersatt
med en tryckkraft angripande vinkelrätt mot
bladsektionen enligt fig. 7. Tryckkraften kan
uppdelas i två komposanter, den ena T axiell och
utgörande framdrivningskraften, den andra P
periferiell och utgörande det nyss nämnda
"nyttiga" motståndet mot propellerns rotation.
Förutom tryckkraften tillkommer emellertid en
kraft F på grund av vattenmotståndet. Då
bladsektionen är tunn, kan den ur motståndssyn-
Fig. 7. Tryckfördelning och krafter vid bladsektion.
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
