Full resolution (JPEG) - On this page / på denna sida - H. 20. 20 maj 1944 - Kavitationstank för fartygspropellrar, av Hans Edstrand
<< 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.
13 maj 19U
601
Kavitationstank för fartygspropellrar
Civilingenjör Hans Edstrand, LSTF, Kristinehamn
I samband med skeppsbyggnadsteknikens
utveckling mot fartyg med högre farter ha allt större
fordringar ställts på fartygets
framdrivningsmaskineri och därvid icke minst dess propeller. Vid de
höga farterna och varvtalen (högt belastade
propellrar) utsättes propellern i allt större
utsträckning för kavitation och blir därvid föremål för
dennas skadliga inverkan, såsom:
verkningsgrads-minskning, erosion (dvs. mekanisk
materialfrät-ning), vibrationer och störande oljud. Alltsedan
det "klassiska" försöket med den engelska
torpedbåten "Daring" år 1894, då man för första
gången fastställde kavitationens kvantitativa
inflytande på verkningsgraden hos en
fartygspropeller, har man ägnat och varit tvingad ägna detta
problem en allt större uppmärksamhet.
Vid provturerna med "Daring", som var ett
två-propellrigt ångmaskindrivet fartyg, fann man,
att en oproportionerlig stegring av
maskineffekten var nödvändig för att höja fartygets fart över
22 knop. Samtidigt märktes betydliga vibrationer.
Man experimenterade då med olika propellrar
och fann, att man kunde öka farten genom att
konstruera propellrarna med större bladyta. Vid
45 % större bladyta erhölls 29 knops maximifart
i stället för 24 knop vid de första propellrarna.
Vidare nåddes 24 knop vid 3 070 hk och 317 r/m
mot 3 700 hk och 384 r/m vid samma fart förut.
Med stöd av liknande resultat från provturer
med fartyg och propellrar av skilda typer ha
olika forskare sedermera sökt formulera
kavita-tionskriterier. Man har sålunda försökt uppställa
formler och lagar för valet av dimensionerna hos
den propeller, som man vill skall arbeta utan
kavitation. Svagheten hos dessa kriterier blir den,
att de inte bli allmänt gällande utan endast
kunna användas för en speciell kombination fartyg—
propeller.
Ganska tidigt kom man på idén att studera
kavitationsproblemet laboratoriemässigt. Den
förste var Sir Charles Parsons, som redan år 1910
i Wallsend i England konstruerade en mindre
kavitationstank för fartygspropellrar. Denna tank
kom till närmast med anledning av de tråkiga
erfarenheter, man till följd av kavitation hade
gjort med propellern till världens första
ångtur-bindrivna fartyg "Turbinia". Parsons’ kavitations-
Föredrag i avd. Skeppsbyggnadskonst och Flygteknik den
21 april 1944.
DK 629.12.037.1 : 532.528
tank skilde sig i princip obetydligt från våra
dagars anläggningar men var i sina detaljer delvis
helt annorlunda.
Först under de tio senaste åren har emellertid
propellerforskningen tagit fart i och med
byggandet av kavitationslaboratorier (för
fartygspropellrar) i dess nuvarande form. I drift finnas f.n.
omkring tio sådana laboratorier i hela världen,
bl.a. i Hamburg, i Wageningen i Holland, i
Teddington i England och i Washington. Det i
november 1942 igångkörda kavitationslaboratoriet
för fartygspropellrar vid Karlstads Mekaniska
Werkstad i Kristinehamn är det enda i sitt slag
i Skandinavien och ett av de modernaste i världen.
Kavitationens fysikaliska förklaring
och dess verkningar
Ordet kavitation betyder egentligen
hålrumsbildning och utgör inom hydrotekniken den
brukliga benämningen på de ång- och gasanhopningar,
som bildas på de ställen i en strömmande vätska,
där trycket har sjunkit så mycket, att vätskans
ångbildningstryck vid temperaturen i fråga nåtts.
Trycksänkningen beror därvid i allmänhet på en
motsvarande hastighetsökning, åstadkommen t.ex.
genom propellerns acceleration av det
förbiström-mande vattnet. Denna hastighetsökning, med
åtföljande trycksänkning ned till
ångbildningstrycket, kan vara mycket lokal, t.ex. äga rum
omedelbart efter inloppskanten på ett
propellerblad, varefter hastigheten åter avtar, och trycket
tilltar längre in på propellerbladet. När trycket
sjunkit ned till ångbildningstrycket, dvs. hos
vatten av havstemperatur i det närmaste ned till
absolut vakuum, bildas i vattnet intill bladytan
små blåsor, kaviteter, innehållande vattenånga
och något luft. Dessa blåsor slå plötsligt ihop
och försvinna, när förutsättningarna för deras
förekomst inte längre förefinnas, dvs. när trycket
på grund av hastighetsminskning åter stiger över
ångbildningstrycket. Kavitationsblåsornas
försvinnande sker med en explosionsartad hastighet,
och eftersom fenomenet är motsatt explosion,
kallar man det implosion. Vid implosion verkar
ett högre yttre tryck mot ett lägre inre.
Vätsketrycket, som till följd av hastighetsminskningen
ökade, verkar mot det försvinnande låga trycket i
den av ånga och luftrester fyllda kaviteten och
slår plötsligt ihop denna. Vid explosion är ju för-
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
