DE1938242A1 - Vorrichtung und Verfahren zur Verminderung der Reibung - Google Patents
Vorrichtung und Verfahren zur Verminderung der ReibungInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Verkleinerung der Reibung zwischen einer
Flüssigkeit, wie z. B. Wasser, und einem sich relativ zu der Flüssigkeit bewegenden Wasserfahrzeug. Insbesondere
betrifft die Erfindung Verfahren und eine Vorrichtung, zur Erhöhung der Wirksamkeit der die Reibung vermindernden
Zusätze, wie z. B. viskoelastische Polymere, bei der Verminderung der Reibung auf derartigen Fahrzeugen.
Ein sich relativ zu Wasser bewegendes Wasserfahrzeug bildet
Grenzschichten, in denen die viskosen Kräfte in der Nähe der Oberfläche des Fahrzeuges beträchtlich groß sind. Die Natur
einer derartigen Grenzschicht hängt u. a. von Faktoren wie
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der Geometrie des Fahrzeuges, dem Rauhheitsgrad der Oberflächen
des Fahrzeuges in der Nähe des Wassers und der Geschwindigkeit des Fahrzeuges relativ zum Wasser ab. Die Grenzschicht ist an
dem Vorderteil oder dem stromaufwärts gelegenen Abschnitt der
Fahrzeugoberfläche dünn und nimmt in der Ausdehnung oder der Dicke quer zur Bewegungsrichtung des Fahrzeuges entlang der
Fahrzeuglänge zu. Bei extrem kleinen Relativgeschwindigkeiten oder sehr nahe dem Vorderrand kann die Grenzschicht laminar
sein. Bei großen Relativgeschwindigkeiten wird die Grenzschicht turbulent, und die Reibung wird größer, als wenn in
einer derartigen Strömung der laminare Zustand aufrechtzuerhalten wäre. Auch können kleine Unregelmäßigkeiten auf der
Fahrzeugoberfläche die Stabilität dieser Grenzschicht zerstören.
In dem US Patent 3 303 810 "Additive Drag Reduction with Recirculation" sind Verfahren und eine Vorrichtung zur Einspritzung
eines Zusatzes eines viskosen, wasserlöslichen Polymers in den Strömungsstrahl in der Nähe der Seiten des
Wasserfahrzeuges beschrieben worden, um den Reibungswiderstand zu vermindern. Weiterhin zeigt ein Artikel in dem
Magazin "Nature" vom 4. Nov. 1967 unter der Überschrift "Stability of Dilute Viscoelastic Flows", daß die Wirkung
bestimmter linearer Polymere mit großem Molekulargewicht darin besteht, die Flüssigkeitsströmung in der Nähe des
Wasserfahrzeuges zu stabilisieren. Diese Stabilisierung besteht darin, daß der Übergang von einer laminaren zu
einer turbulenten Strömung verschoben wird und der Zwischenbzw. Pufferbereich der turbulenten Strömung stabilisiert wird.
Es sind auch viskoelastische Zusätze gefunden worden, um der Wirkung der kleinen Unregelmäßigkeiten auf der Fahrzeugoberfläche, die die laminare Strömung der Grenzschicht zerstören,
entgegenzuwirken. Wenn der laminare Charakter dieser Grenz- · schicht zerstört ist, ist es schwierig, wenn nicht sogar unmöglich,,
an nachfolgenden Stellen, stromabwärts von derartigen
Unregelmäßigkeiten, eine laminare Strömung erneut herzustellen. Wenn viskoelastische Zusätze^ verwendet werden, wird der laminare
Charakter der Grenzschicht stromabwärts von der Unregelmäßigkeit
aufrechterhalten.
Unregelmäßigkeiten, die sich auf der stromabwärts gelegenen Oberfläche
des Fahrzeuges befinden, wo die Grenzschichten viel dicker sind, werden dadurch unterdrückt und besitzen nur einen kleinen
Einfluß auf die Stabilität derartiger Grenzschichten. Diese dicken Grenzschichten besitzen jedoch eine kleinere Stabilität
bezüglich der Aufrechterhaltung einer laminaren Strömung. Die
Geschwindigkeitsprofile dieser dicken Grenzschichten machen diese Schichten anfälliger für eine Erzeugung einer Turbulenz und
folglich für eine Erhöhung der Reibung. (Siehe auch Boundary Layer
Theory von Dr. Herman Schlichting, Seite 423 bis 42$, veröffentlicht
1960 durch McGraw Hill Book Company, bezüglich der Saugwirkung auf den übergang in einer Grenzschicht.)
Die Wirksamkeit der viskoelastischen Polymere bei der Verkleinerung
der Reibung eines Wasserfahrzeuges wird verbessert, wenn die Scherkräfte in den Grenzschichten, in denen diese viskoelastischen
Polymere fließen, groß sind. Diese großen Scherkräfte existieren in der Nähe der Fahrzeugoberfläche und insbesondere
in den stromaufwärts gelegenen Abschnitten in der Nähe des Vorderrandes. Demzufolge würden derartige Zusätze in
diesen Bereichen besonders wirksam sein. Die Wirkung der Reibungsverminderung wird jedoch in dem Maße ungünstiger, wie die Dicke
der Grenzschicht zunimmt, da die Scherkräfte darin verkleinert werden.
Es ist eine Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung, Verfahren und eine Vorrichtung zur Erzeugung und Aufrechterhaltung einer
im wesentlichen laminaren Strömung entlang der Oberfläche eines sich relativ zu einer Flüssigkeit bewegenden Fahrzeuges zu
schaffen.
Im weitesten Sinne ist die Erfindung auf Verfahren und eine Vorrichtung zur Reibungsverminderung auf sich relativ zu einem
Strömungsmittel bewegenden Fahrzeuges durch Steuerung der
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Strömungsmittelgrenzschicht in der Nähe des Fahrzeuges gerichtet,
Insbesondere zielt die Erfindung auf eine Erhöhung der Wirksamkeit der den Widerstand vermindernden viskoelastischen Zusätze,
die in die Vorderflächen eines sich in Wasser bewegenden
Wasserfahrzeuges eingespritzt werden, indem entlang den Flächen dieses Fahrzeuges in den Grenzschichten große Scherkräfte aufrechterhalten werden. Diese großen Scherkräfte werden durch
Saugmittel entlang den Fahrzeugflächen erzeugt, die einen Teil
des in der Nähe befindlichen Wassers abziehen und eine Vergrößerung der Dicke der Grenzschicht einschränken. Diese Ab-φ saugvorrichtung vergrößert die Stabilität der Grenzschicht und
hält eine laminare Strömung aufrecht.
Die Erfindung wird nun anhand der folgenden Beschreibung und der Zeichnung zweier Ausführungsbeispiele näher erläutert.
Fig. 1 zeigt eine Ansicht von oben auf ein Wasserfahrzeug mit einer erfindungsgemäßen Ausführungsform.
Fig. 2 zeigt einenSeitenschnitt des in Fig. 1 gezeigten Fahrzeuges .
Fig. 3 zeigt eine vergrößerte Ansicht eines Abschnittes der W in Fig. 2 gezeigten Absaugvorrichtung.
Fig. 4 ist eine schematische Darstellung einer Rohrleitung und zeigt die Anwendung der vorliegenden Erfindung anhand der
Stabilisierung der Strömung in dieser Rohrleitung.
Das in Fig. 1 schematisch dargestellte Unterwasserfährzeug 1
kann ein Torpedo, ein U-Boot oder ein ähnliches Fahrzeug sein. Mit dem Begriff "Fahrzeug" oder "Wasserfahrzeug" ist irgendein
körper gemeint, der relativ zu einer Flüssigkeitsgrenzschicht bewegbar ist und eine feststehende Grenzschicht aufweist, an
der eine Flüssigkeitsströmung entlangströmt. Innerhalb des Fahrzeuges 1 ist eine Vorrichtung 2 angeordnet zur Mischung
einer Flüssigkeit, die vorzugsweise von dem das Fahrzeug um-
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gebenden Medium erhalten wird, mit einem linearen Polymer großen Molekulargewichts. Die Vorrichtung 2 kann beispielsweise
Mittel umfassen, wie sie in der deutschen Patentanmeldung P 17 75 734.5 beschrieben worden sind. Diese Patentanmeldung beschreibt
eine Vorrichtung, die Umgebungsflüssigkeit abzieht, die
Flüssigkeit als einen Hochdruckstrahl in eine Mischkammer pumpt, einen polymeren Zusatz in einer Flüssigkeitsuspension mittlerer
Dichte in den Strahl drückt und den polymeren Zusatz mit der Flüssigkeit mischt. Von der Mischkammer gelangt die frisch gemischte
Lösung in eine Honigwabenkammer, wo die Mischung im wesentlichen abgeschlossen wird. Beispiele für geeignete, in
der Erfindung verwendbaren Zusätze sind Polyäthylenoxide, Polyacrylamide und Guargummi. Nach der Mischung des Polymers wird
die Lösung durch eine Leitung 3 zu einem kreisförmigen Kanal 4 in dem Bug 5 in der Nähe der Vorderfläche oder stromaufwärts
gelegenen Fläche des Fahrzeuges 1 geleitet und durch eine poröse kreisförmige Platte 6 in die das Fahrzeug umgebende
Flüssigkeit gespritzt. Die kreisförmige Platte 6 kann ein poröses Material, mehrere Schlitze oder Vielzahl von Löchern
mit relativ großer hydraulischer Impedanz enthalten, damit Anstellwinkel gebildet sind, ohne daß die auf dem Umfang erfolgende
Verteilung des eingespritzten Materials unterbrochen wird.
Stromabwärts von der Einspritzplatte 6, wie sie in den Fig. und 2 gezeigt ist, sind in dem Bereich, in dem sich die Grenzschicht
wesentlich zu verdicken beginnt, kreisförmige Absaugkanäle 10 angeordnet, die jeweils eine kreisförmige Absaugplatte
11 aufweisen. Ein vergrößerter Schnitt des Kanales 10 und der Platte 11 ist in Fig. 3 dargestellt. Diese Absaugplatten
können auch poröses Material, mehrere Schlitze oder eine Vielzahl von Löchern relativ hoher hydraulischer Impedanz enthalten. '
Derartige Strukturen sind in der Technik allgemein bekannt und werden für derartige Absaugzwecke verwendet. Diese Strukturen
schaffen eine relativ glatte Oberfläche, während sie es gleichzeitig
ermöglichen, daß ein in der Nähe oder direkt vorbeiströmendes Strömungsmittel durch die Poren in dem porösen Material
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und durch die Schlitze un4 Löcher in den anderen Materialien
abgezogen wird. Der Einfachheit halber sind die kreisförmigen Platten 11 mit der gleichen Langsausdehnung und dem gleichen
Abstand dargestellt. Der tatsächliche Abstand, die Größenausdehnung und die Strömung hängen jedoch von der Aufrechterhaltung
einer stabilen Strömung ab und sie sind deshalb von der Geschwindigkeit des Fahrzeuges, der Geometrie und der
polymeren Konzentration in der Grenzschicht abhängig. Im allgemeinen werden die kreisförmigen Absaugplatten 11 stromabwärts
näher beieinander angeordnet werden, da in dieser Richtung die Konzentration des polymeren Materials abnimmt.
Jeder der kreisförmigen Absaugkanäle IO ist über Leitungen mit
einem Verteiler 12 verbunden, der über eine Rohrleitung an den Einlaß 13 einer Pumpe 14 angeschlossen ist. Der Auslaß 15 der
Pumpe 14 ist an den Einlaß der Mischkammer 2 angeschlossen, um das verdünnte viskoelastische Material, das durch die Einspritzplatte
6 eingespritzt worden ist, erneut zu verwenden und anzureichern. In den Rohrleitungen von den Kanälen 10 zu dem Verteiler
12 kann eine hydraulische Impedanz vorgesehen sein, um zur Erzeugung der Stabilität in der Grenzschicht für das erwünschte
Absaugmaß an der Oberfläche der Platten 11 zu sorgen.
Wenn sich nun das Fahrzeug durch das Wasser bewegt, wird der in der Mischkammer 2 hergestellte Zusatz dem Kanal 4 zugeführt,
von dem aus der Zusatz durch die kreisförmige poröse Platte 6
hindurch in die Grenzschicht eingeleitet wird. Diese Einströmung des Zusatzes in die Grenzschicht verkleinert die
Reibung einer derartigen Schicht auf dem Fahrzeug und stabilisiert ferner die Grenzschicht an der vorderen oder stromaufwärts
gelegenen Oberflächedes Wasserfahrzeuges dadurch, daß dieser Zusatz die Aufrechterhaltung der laminaren Strömung in der
Grenzschicht ermöglicht, selbst wenn auf der Oberfläche des Fahrzeuges Unregelmäßigkeiten vorhanden sind. Die Grenzschicht
wächst stromabwärts in der seitlichen Ausdehnung. In dem Maße aber, wie die Grenzschicht in der Ausdehnung oder Breite anwächst,
wird sie anfälliger für eine nicht-laminare Strömung.
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DIe Pumpe 14 verkleinert den Druck an den Absaugkanälen 10
und zieht einen Teil des Strömungsmittels von der Grenzschicht
ab und zwar Insbesondere das langsamer strömende Strömungsmittel In unmittelbarer Nähe der Oberfläche des Wasserfahrzeuges. Demzufolge wird die Dicke der Grenzschicht verkleinert oder an
ihrer Ausdehnung auf ein solches Maß gehindert, das eine derartige Schicht instabil machen würde.
Dünne Grenzschichten sind stabiler als dicke Grenzschichten, wie es bereits oben ausgeführt worden ist. Desgleichen macht
ein volleres Geschwindigkeitsprofil, wie es durch ein Absaugen
mit weniger Energiefehler erhalten wird, die Grenzschicht weniger anfällig für turbulente Formationen. In derartigen
Grenzschichten bestehen größere Scherkräfte. ViskoelastIsche
Zusätze, wie sie oben genannt worden sind, sind für die Reibungsverminderung am wirkungsvollsten, wenn sie großen
Scherkräften ausgesetzt sind. Wenn also das viskoelastische Strömungsmittel an einer derartigen Grenzschicht entlangfließt,
wird es großen Scherbeanspruchungen ausgesetzt, die durch das Absaugen auf der Grenzschicht erzeugt werden. Dadurch wird die
Wirkung des viskoelastischen Zusatzes für die Reibungsverminderung am besten.
Somit schafft die vorliegende Erfindung eine Kombination von Mitteln, die Jeweils so angeordnet sind, daß sie auf den entsprechenden Bereichen einer Strömung wirken, wo sie für eine
Reibungsverminderung besonders geeignet sind. Eine derartige Kombination verbessert nicht nur die gesamte Reibungsverminderung durch die einzelnen Beiträge der Mittel, sondern auch
durch die Kombinationswirkung der Mittel ist die Reibungsverminderung über den Absaugabschnitten vergrößert.
Fig. 4 zeigt die Anwendung der Erfindung auf einen Abschnitt einer langen Rohrleitung. Diese Rohrleitung kann beispielsweise
eine Wasser-, Abwasserleitung oder eine Leitung zum Transport einer Flüssigkeit von einem Ort zu einem anderen sein. Bekanntermaßen ist, wenn einmal eine laminare Strömung auf dem
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Querschnitt einer Fluidströmung quer durch eine gefüllte Rohrleitung hergestellt ist, diese laminare Strömung gegenüber
Störungen sehr beständig. Es ist bekannt, daß diese laminare Strömung über einen langen Strömungsweg aufrechterhalten werden
kann bevor die Strömung ihren laminaren Charakter verändert, selbst wenn sie großen Störungen ausgesetzt ist. Der Abschnitt
20 der in Fig. 4 gezeigten Rohrleitung verwendet die in Verbindung mit dem Wasserfahrzeug gemäß Fig. 1, 2 und 3 beschriebenen Mittel, um eine laminare Strömung auf dem gesamten Querschnitt der Rohrleitung zu erhalten. Obwohl zwar ein Zusatz
allein verwendet werden könnte, um eine laminare Strömung auf dem gesamten Querschnitt der Rohrleitung zu erzielen, so wäre
ein derartiges Zusatzmittel allein jedoch viel zu teuer, da eine große Menge des Zusatzes erforderlich wäre.
Die in Fig. 4 gezeigte Vorrichtung ist auf die Schaffung einer einfachen, rationellen und wirksamen Kombination von Mitteln
zur Erzielung einer laminaren Strömung auf dem gesamten Querschnitt einer mit einer Flüssigkeit gefüllten Rohrleitung gerichtet. Die Rohrleitung 20 umfaßt einen Abschnitt 21 mit
größerem Durchmesser oder ein Kopfstück sowie einen Hauptabschnitt 22,/den der vergrößerte Abschnitt über eine Abschrägung mündet. Eine Flüssigkeit füllt die Abschnitte 21
und 22 und fließt in der Fig. 4 von links nach rechts, d. h. von dem Abschnitt 21 zu dem Abschnitt 22, wie es durch die
Pfeile 23 angegeben ist. über dem vergrößerten Einlaßabschnitt der Rohrleitung oder dem Kopfstück ist ein kreisförmiger Kanal
24 mit einer kreisförmigen Platte 25 angeordnet, die mit der Wandung des Einlaßrohres 21 eine Einheit bildet. Die Einspritzplatte 25 kann ein poröses Material, zahlreiche Schlitze oder
eine Vielzahl von Löchern mit relativ großer hydraulischer Impedanz enthalten, wie es bereits in Verbindung mit der Einspritzplatte 6 in den Fig. 1 und 2 erwähnt worden ist. Der
kreisförmige Einspritzkanal 24 steht mit der Mischkammer 26 in Verbindung, die die gleiche wie die Mischkammer/in Fig. 2
sein kann. In dieser Mischkammer wird eine Flüssigkeit, die vorzugsweise von der Flüssigkeit in der Rohrleitung erhalten
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wird, mit einem linearen Polymer großen Molekulargewichtes zu mischen, wie es beispielsweise in Verbindung mit der Vorrichtung
gemäß den Fig. 1 und 2 verwendet worden ist.
Entlang dem Hauptteil 22 der Rohrleitung, der einen kleineren Durchmesser aufweist, sind zahlreiche kreisförmige Absaugkanäle
30 angeordnet. Jeder dieser Kanäle enthält eine kreisförmige, mit Löchern versehene oder poröse Platte 31, die mit dem Hauptabschnitt
22 der Rohrleitung eine Einheit bildet. Die Platte kann ein poröses Material, zahlreiche Schlitze oder eine Vielzahl
von Löchern mit ausreichender hydraulischer Impedanz enthalten, um die Absaugströmung auf bekannte Weise zu verteilen.
Diese Platte 31 kann einen ähnlichen Aufbau aufweisen wie die Absaugplatten 11 der Fig. 1 und 2. Jeder dieser Absaugkanäle
ist mittels einer Leitung 32 mit einem Sammelverteiler 33 verbunden. Der Sammelverteiler 33 steht mit dem Einlaß einer Pumpe
34 in Verbindung, die hier als eine einzige Pumpe dargestellt ist. Es können jedoch viele dieser Pumpen erforderlich sein,
um ein richtiges Absaugen in den Absaugkanälen 30 zu bewirken. Der Auslaß der Pumpe 34 ist mit dem Einlaß des Mischers 26
verbunden.
Das Einlaßrohr 21 mit dem größeren Durchmesser oder das Kopfstück mit einem allmählichen Übergang zu dem kleineren Durchmesser
der Hauptleitung 22 ist dafür vorgesehen, eine Turbulenz an dem Einlaß zur Hauptleitung zu unterdrücken. Die erhöhte
Strömungsgeschwindigkeit infolge der Durchmesserverkleinerung unterdrückt eine anfängliche Turbulenz in der Strömung. Dies
bezieht sich insbesondere auf diejenige Turbulenz, die durch
stromaufwärts gelegene Störungen erzeugt wird.
Bei größeren Geschwindigkeiten ist eine laminare Strömung in
einer Rohrleitung nur schwer zu erzielen, da die Grenzschicht, die nahe der Oberfläche der Rohrleitung gebildet wird, durch
kleine Ungleichmäßigkeiten und Unregelmäßigkeiten auf der Innenfläche der Rohrleitung leicht zerstört wird. Wie bereits oben
erwähnt wurde, werden diese Grenzschichten durch das Hinzufügen eines Zusatzes zu der Grenzschicht nicht nur stabilisiert, sondern
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es wird auch der labilisierende Einfluß dieser Störungen unterdrückt.
Wie im Falle des Wasserfahrzeuges gemäß Fig. 1 und 2, so gilt auch für eine abgeschlossene Strömung in einer Rohrleitung,
daß die Ausdehnung einer Grenzschicht entlang der Rohrleitung zunimmt und daß die Grenzschicht den gleichen
Instabilitäten ausgesetzt ist.
Erfindungsgemäß sind entlang der Leitungsrohrlänge Absaugmittel
vorgesehen, um das Strömungsmittel auf der Grenzschicht abzuziehen, damit die Grenzschicht innerhalb der Stabilitätsgrenzen
gehalten wird. Dieses Absaugen stabilisiert nicht nur die Grenzschicht selbst sondern erhöht auch dadurch die Wirksamkeit des
Zusatzes zur Reibungsverminderung, daß es in der Nähe der Leitungsrohrwände große Scherkräfte erzeugt. Für eine ausreichend
lange Rohrleitung wird durch die Anordnung einer ausreichenden Anzahl von Absaugabschnitten über dem gesaraten Querschnitt
eine laminare Strömung erhalten, d. h. ein Zustand, in dem die Strömungslinien parallel sind und in dem die Geschwindigkeit
der Strömung eine parabolische Verteilung über dem Durchmesser der Rohrleitung aufweist. Ein Absaugen auf einer Länge,
die mehrere hundert mal so lang ist wie der Durchmesser der Rohrleitung, würde ausreichend sein, um eine voll entwickelte
laminare Strömung zu erreichen. Wenn dieser Strömungszustand einmal erzielt ist, kann er, wie es oben bereits ausgeführt
worden ist, Über sehr große Strömungsentfernungen aufrechterhalten
werden, selbst wenn Störungen vorhanden sind, die anderenfalls diese laminare Strömung zerstören würde.
Der Abstand des ersten Absauganschnittes 31 von dem Einspritzabschnitt
25 ist so gewählt, daß der Abschnitt 31 vor dem Stabilitätsverlust der Grenzschicht liegt. Der Abstand vom
Einspritzabschnitt kann in der Größenordnung des hundertfachen Durchmessers der Hauptleitung liegen. Die axiale Länge der
einzelnen Absaugabschnitte ist so bemessen, daß entlang ihren Absaugplatten eine ausreichende Absaugwirkung erzielt wird. Die
einzelnen Absaugabschnitte können durch einen Leitungsabschnitt voneinander getrennt sein, auf dem keine Flüssigkeit abgesaugt
wird, vorausgesetzt, daß der Abstand nicht so groß ist, daß
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dadurch eine wesentliche Verschlechterung des stabilen Charakters der Grenzschicht eintritt.
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Claims (11)
1. Vorrichtung zur Verminderung der Reibung, die durch die
Relativbewegung zwischen Wasser und einer mit dem Wasser in Berührung stehenden Oberfläche erzeugt ist, mit einer Vorrichtung
zur Einspritzung eines wasserlöslichen, linearen viskoelastischen Polymers mit großem Molekulargewicht in
die Flüssigkeit an einer stromaufwärts gelegenen Stelle der Oberfläche, so daß in der Nähe dieser Stelle aus dem Polymer
und dem Wasser eine Strömung gebildet ist, die laminar ist, dadurch gekennzeichnet , daß an der
Oberfläche eines stromabwärts gelegenen Abschnittes eine Absaugvorrichtung (10, 11, 12, 14, 30, 31, 32, 33, 34) zum
Absaugen von Wasser aus dem Strömungsstrahl vorgesehen ist, so daß die Ausdehnung des Strömungsstrahles quer zur Strömungsrichtung an dem stromabwärts gelegenen Abschnitt der Oberfläche
in einem Bereich gehalten ist, in dem die Strömungfl.aminar ist,
und im Bereich an der stromabwärts gelegenen Oberfläche große Scherkräfte in dem Strömungsstrahl erzeugt sind, so daß die
Wirksamkeit des Polymers vergrößert ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die mit dem Wasser in Berührung
stehende Oberfläche eine Oberfläche eines Wasserfahrzeuges (1) ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch ge· kennzeichnet,
daß der stromabwärts gelegene Abschnitt der Oberfläche, auf dem die Absaugung vorgenommen ist, ein
wesentlicher. Teil der Oberfläche ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch ge-, kennzeichnet, daß das in der Absaugvorrichtung
wiedergewonnene Polymer in der Einspritzvorrichtung (2, 3, 4, 6; 24, 25, 26) erneut verwendet ist.
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5. Vorrichtung nach Anspruch 2, 3 oder 4, dadurch
gekennzeichnet , daß der stromabwärts gelegene Abschnitt des Fahrzeuges für die Absaugung eines
Teiles der Strömung an dem Fahrzeug flüssigkeitsdurchlässig ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet
, daß das Wasserfahrzeug (1) für eine Fortbewegung unter Wasser bestimmt ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die mit dem Wasser in Berührung
stehende Oberfläche die innere Oberfläche einer langen Rohrleitung (20) ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet
f daß die Absaugvorrichtung auf einer ausreichenden Länge der Rohrleitung angeordnet ist, so daß
am Ende dieser Rohrleitungslänge auf dem Durchmesser der Rohrleitung eine parabolische Strömungsgeschwindigkeitsverteilung
aufgebaut ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet
, daß der stromaufwärts gelegene Abschnitt (21) der Rohrleitung (20) einen größeren Durchmesser
aufweist als der stromabwärts gelegene Abschnitt (22) und diese beiden Abschnitte über ein abgeschrägtes Verbindungsstück
miteinander verbunden sind.
10. Vorrichtung nach Anspruch 7, 8 oder 9, dadurch
gekennzeichnet , daß der stromabwärts ge-' legene Abschnitt der Rohrleitung (20) für ein Absaugen
eines Teiles der Strömung an der Rohrleitung flüssigkeitsdurchlässig ist.
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11. Verfahren zur Verminderung der Reibung, die durch die Relativbewegung zwischen Wasser und einem Wasserfahrzeug
mit einer mit dem Wasser in Berührung stehenden Oberfläche
erzeugt ist, dadurch gekennzeichnet, daß an dem stromaufwärts gelegenen Abschnitt der Oberfläche
des Fahrzeuges ein wasserlösliches, lineares viskoelastisches Polymer mit großem Molekulargewicht in das Wasser eingeführt
wird, so daß in der Nähe des stromaufwärts gelegenen Abschnittes der Fahrzeugoberfläche ein Strömungsstrahl des
Polymers und des Wassers gebildet wird, der laminar ist, und daß Wasser nahe der stromaufwärts gelegenen Oberfläche des
Fahrzeuges abgeführt wird, so daß die Verdickung des Strömungsstrahles quer zur Strömungsrichtung des Strahles zur Aufrechterhaltung
einer laminaren Strömung ausreichend begrenzt ist, und daß in dem Bereich nahe der stromabwärts gelegenen Oberfläche
in dem Strömungsstrahl große Scherkräfte erzeugt sind, wodurch die Wirksamkeit des Polymers vergrößert ist.
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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WO1986005758A1 (en) * | 1985-04-02 | 1986-10-09 | Roger Bolstad | Method and device for reducing the frictional resistance against an object. |
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US5117882A (en) * | 1987-02-24 | 1992-06-02 | Corwin R. Horton | Microbubble-generating and dispensing devices and methods |
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