Full resolution (JPEG) - On this page / på denna sida - H. 42. 16 november 1954 - Kavitationens mekanik, av Stig O W Bergström
<< 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.
998
TEKNISK TIDSKRIFT
Fig. 19.
Utvecklingsförloppet för en
strömmande
bubbla i ett
givet tryckfält;
- enligt
teori, punkter
enligt försök;
–- tryck vid
kavitationsfri
strömning.
Trycket på bubbelytan antas vara
2 ö
p(r = R) = Pv-^-
Känner man så p(t) för R = Rmax från t.ex. fotografiskt
studium av en bubbla, kan man integrera fram- och
baklänges och därigenom erhålla bubblans tillväxt och
kollaps-förlopp. En jämförelse mellan experimentella resultat
(expressfilm) och teorin kan så erhållas i grafisk form, fig. 19.
Man erhåller mycket god överensstämmelse
mellan teorierna och empiriska resultat under
större delen av bubblans livslopp, fig 18.
Avvikelserna som förekommer är dock lokaliserade till
de delar av förloppet, som är mest intressanta,
tillblivelse och kollaps. I dessa skeden kommer
verkan av de approximerade antaganden att få
sitt största inflytande.
Den enkla teorien kan alltså icke ge
upplysningar om förhållandena vid kollapsen, och
försöksresultaten räcker ännu ej’ till här. Det är
nämligen för långt mellan exponeringarna för att
man skall kunna avgöra kollapshastighetens
absoluta maxvärde. Framtida försök kommer
därför att inriktas på högre filmhastighet, så att
man kan avgöra till vilken absoluta storlek
bubblan komprimeras, eller om den kollapsar helt.
Filmbilder visar att man erhåller
kompressionsfenomen vid bubbelkollapsen (fig. 18). Det
händer således, att bubblor kollapsar, återbildas och
kollapsar på nytt i flera cykler. De
kollapshastig-heter hos bubbelväggen som har kunnat
uppmätas vid försöken håller sig inemot 100 m/s och
det torde inte vara för djärvt att extrapolera till
ytterligare något högre värden. Man närmar sig
då sådana hastigheter, som kan ge påkänningar i
närheten av materialhållfastheten.
Viruelkaviteter
De virveltrådar, som avlöses från propellrars
nav och bladspetsar, har mycket höga
hastigheter i sina kärnor. De kaviterar därför så gott som
undantagslöst. På samma gång är de mycket
svåra att behandla kvantitativt. Då dessa kavi-
teter är helt lokaliserade till vätskan och
normalt inverkar föga på prestationsförmågan, har
de tills nyligen icke varit föremål för något
större intresse från forskarnas sida.
På senare tid har dock en del arbete lagts ned
på ljudemissionen från kaviterande
undervat-tensstrålar. Med de nya akustiska metoderna för
målsökning med torpeder som tillkom under
andra världskriget har varje ljudkälla på ubåtar
och torpeder måst ägnas ökad uppmärksamhet.
Det är därför möjligt och troligt att även
virvel-kaviteternas natur blir ingående studerad inom
den närmaste framtiden.
Studium av erosionsmekanismen vid kavitation
Tyvärr befinner sig det systematiska studiet av
en så väsentlig sak som själva mekaniken i
kavitationens inaterialnedbrytande verkan
fortfarande i sin linda och har så befunnit sig de sista
tjugo åren.
Redan i begynnelsen av den moderna
kavita-tionsforskningen uppmärksammade man, att
kavitationen var i stånd att bryta ned så
kavita-tionsbeständiga material som glas, kvarts och
bakelit7- 21. Senare har försök utförts med
magne-tostriktiva oscillatorer av Nowotny22 och Gaines
m.fl. Deras resultat är emellertid var för sig och
inbördes mycket motsägande, och man kan inte
därur dra några allmängiltiga slutsatser om
sambandet mellan hållfasthetsegenskaper och
kavi-tationstålighet hos olika material.
Det finns dock säkert möjlighet att fortsätta
på denna väg. Vad som fattas synes vara en
ingående kännedom om de fundamentala förloppen
vid den kavitation, som alstras av en oscillerande
kropp. Man får därför analysera
kavitationsbil-den på samma sätt som skett med de beskrivna
kavitationsformerna. Genom användande av
expressfilmning med t.ex. 50 000 bilder per sekund
bör det vara möjligt att få en uppfattning om vad
som händer. Därefter kan man få fram ett
mätetal för kavitationens intensitet. Tänkbara
parametrar, som kan inverka på intensiteten, är
frekvens, amplitud, provstycksform och
vätskebehållarens form. Målet för en sådan
forskningslinje skulle vara att få fram en tillförlitlig
klassifikation av olika material ined avseende på
kavita-tionståligheten.
Slutord
Det kan tyckas, att vad som sagts i huvudsak
innebär uppställande av ett flertal frågetecken
av varierande storlek. Jag anser dock att de
senaste årens forskning fört med sig en
omvälvning inom kavitationsläran. Det må vara hänt,
att man inte ännu har funnit lösningen till flera
av de viktiga frågorna; man har i alla fall
kommit så långt, att de stora problemen och
forskningsuppgifterna är klart definierade och man
kan se en väg längs vilken de kan angripas.
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
