KAVITAATIOILMIÖN KUVAAMINEN VESISUIHKUPROPULSIOLAITTEEN SIIPIPINNOILLA

Abstract

Opinnäytetyön aiheena on Alamarin-Jet Oy:lle tehtävä tuotekehitysprojekti, jossa on tarkoituksena tutkia mahdollisuutta kuvata videokameralla hidastuskuvaa kavitaatioilmiön esiintymisestä impellerin siipipinnoilla. Työn tavoitteena on suunnitella ja kehittää kuvauslaitteisto, joka voidaan helposti liittää nykyiseen vesisuihkupropulsiolaitteeseen ja kuvata kavitaatioilmiön esiintymistä eri käyttötilanteissa. Suunniteltu laitteisto soveltuu käytettäväksi AJ 245–mallin vesisuihkupropulsiolaitteessa. Tuotekehitysprojekti aloitettiin selvittämällä Technobothnian laboratoriossa mahdolliset testausmahdollisuudet. Kuivatestausta varten suunniteltiin ja kokoonpantiin vaadittava testauselektroniikka. Näin menettelemällä pystyttiin selvittämään onko ylipäätään mahdollista saada tietynlaista hidastuskuvaa pyörivästä laipasta. Tätä testausmenetelmää voidaan siten soveltaa impellerin siipipintojen videokuvaukseen kavitaatioilmiön esiintymisen todentamiseksi. Kuivatestaamiseen tarvittavan elektroniikan valmistus ja testaaminen onnistuivat hyvin, ja sen jälkeen aloitettiin automatiikan suunnittelu ja 3D–mallin luominen. Automatiikan suunnittelu saatiin tehtyä, jonka jälkeen käytännön testaaminen suoritettiin tietokoneella simuloimalla. Kuvauslaitteistolle vaadittavan kotelon suunnittelussa päästiin lopulliseen 3D–malliin. Tämän opinnäytetyön ansiosta Alamarin-Jet Oy pystyy valmistamaan vaadittavan kuvauslaitteiston kavitaatioilmiön kuvaamiseksi impellerin siipipinnoilla.

The subject of this thesis is a research and development project for a company named Alamarin-Jet Oy. The project intended to explore the possibility to describe the occurrence of cavitation phenomenon on impeller vane surfaces by slow-motion video recording. The aim was to develop apparatus which can be easily added to existing water–jet propulsion and to research the occurrence of cavitation and describe different modes of operation–conditions. The designed hardware is suitable for use in AJ 245–model waterjet propulsion unit.

The development project was started by finding out suitable testing opportunities in the Technobothnia laboratory. Testing electronics were designed and assembled for dry–testing. By proceeding in this way it was possible to determine whether it is possible to get a certain kind of slow–motion video from the rotary flange. This test method can thus be applied to the impeller vane surfaces to verify the occurrence of cavitation.

After successful preparation and testing of the necessary electronics the dry testing went well. Then started the necessary automation hardware planning and the creation of a 3D model started. Automation hardware design was completed, followed by the practical testing performed with computer simulations. Finally the 3D model for the camera casing was completed.

Thanks to this thesis Alamarin-Jet Oy is able to produce the required equipment for the video recording of cavitation phenomenon on impeller vane surfaces.