Leitschaufel für Dampf- oder Gasturbinen, insbesondere für den Niederdruckteil solcher Turbinen. Infolge der endlieben Dicke der Leitschau- feln von Dampf- oder Grasturbinen entsteht hinter der Austrittskante solcher Schaufeln im Spalt zwischen Leit- und Laufachaufel- kranz einer Stufe ein Wirbelgebiet.
Dies hat im Spalt starke Störungen im Strömungsver lauf zur Folge, so dass die Laufschaufeln von den ins Laufrad eintretenden Arbeitsmittel strahlen nicht so getroffen werden, wie bei der Festlegung der Laufschaufelform ange nommen wurde. Es treten daher unerwünschte Verluste ein, die ihrerseits den Stufenwir kungsgrad nachteilig beeinflussen.
Um diesen Übelstand zu beheben, ist es üblich, die Leit- schaufeln aus Blech am Austrittsende zuzu- schärfen. Eine solche Zuschärfung ergibt sich für gewöhnlich zwangsläufig, weil der Aus trittswinkel der Leitschaufel verhältnismässig klein ist, und beim Überdrehen der Blech schaufel, das Blech einseitig abgenommen wird. Durch eine solche Zuschärfung der Aus- trittskante von Leitschaufeln wird das Wir belgebiet hinter denselben, in der Strömungs richtung des Arbeitsmittels betrachtet, ver kleinert.
In der Praxis hat es sich nun gezeigt, dass die Verkleinerung der Verluste, die man vor) einer solchen Zuschärfung der Leitschaufelaus- trittskante erwartete, aus unbekannten Grün den nicht immer eintritt.
Von der Erfinderin durchgeführte treue Versuche an Leitschaufeln und Leitscbaufel- modellen haben im Gegensatz zu bisherigen Auffassungen gezeigt, dass nicht nur die geo metrische Form der Austrittskante, sondern auch der Strömungszustand für die Grösse des Wirbelgebietes hinter den Leitschaufeln und somit für die Verlustgrösse der Stufe massgebend ist. Es ist festgestellt worden, dass je nach dem Zustand (Druck, Tempera tur, Geschwindigkeit) des Strömungsmittels, sowie den Kanalabmessungen, beim gleichen leanalstück einmal das Wirbelgebiet gross und das andere Mal klein wird trotz Zuschärfungf der Austrittskante.
Durch eingebende i1Tes,un- gen <B>irr</B> der Grenzschicht wurde erkannt, dass dieses verschiedene Verhalten in erster Linie vom Turbulenzzustand des Arbeitsmittels und daher von der sogenannten Reynolds'schein Zahl abhängt.
Bei kleiner Iicy-nolds'seher Zahl ist die Strömung im Spalt selbst, hinter einer zugeschärften Austrittskante abgelöst, während sie bei grosser Reynolds',cher Zahl anliegt.
Die Stufenverhiste sind deineutsl re- chend gross oder klein. Nun mnill zwannf;släufig vor allem im Niederdruckteil vorn Dampf- und Gasturbinen mit kleiner lleynn@lds'srhcr Zahl gearbeitet werden, weil hier dieälni;h < it; v sehr gross ist.
Daher sind die 5trnferni-erlsn,te im Niederdruckteil nach vorstehendem gross, und der Wirkungsgrad solcher Stufen ist ein niedriger.
Es hat sich nun gezeigt, dali man aueli im Gebiete kleiner Iteynolds'sclier lieinrnzahl ein Anliegen der Strömung an der Zus,-hä r- fung der Leitschaufeln er-zwingcri lz:;urn, wr@urrn man emäss vorliegender Erfindung die Ober- ;
2 fläche der Leitschaufel mindestens kurz vor, der Zuschärfung ihrer Au,trittskante, irr der Strömungsrichtung desArbeitsinittel@ betrach- tet, rauher ausbildet als iin übrigen 'feil.
Ei mag vorerst widersirmig erselieirien, absieht lieh einen Teil einer Leitschaufel rauher zu gestalten, jedoch hat es sieh einwandfrei ge zeigt, dass dadurch der- Wirkungsgrad der gesamten Stufe doch erheblich verbessert wird, indem die in Betraelit kommende Leitscharnfel- Verlustzahl beispielsweise von 3 ;'o auf 2 /0, oder noch weniger, verringert werden kann.
Auf der Zeichnung sind zwei beis1ücl,- weise Ausführungsformen des Erfindungsge- genstandes veranschaulicht, rund zwar zeit Fig. 1 die Abwicklung eures Schnittes in der Umfangsrichtung durch einen Teil der zeit- und Laufradsehaufelung einer Dampf turbinenstufe,
und Fig. 2 die Abwicklung eines Schnittes in der Umfangsrichtung durch einen Teil einer abgeänderten Ausführungsform der Leitrad- schaufelung. In Fig. 1 i,t 1 die Leitrad- und 2 die Larifradscbaufelung einerDampfturbinenstufe. 3 bezeichnet den zwischen diesen zwei Schau felungen 1, 2 vorbandenen Spalt.
Die Ober fläche der Leitschaufeln 1 ist von der Stelle 4 an, die in der Strömungsrichtung des Damp fes betrachtet kurz vor der Zuschärfung 5 der Austrittskante dieser Schaufeln 1 liegt, rau her ausgebildet, als der übrige Teil der Schau- feloberfläche. Die Rauheit ist künstlich er zeugt, und zwar dadurch, dass in den Ober flächenteil 6 Rillen eingegraben sind.
Durch diesen aufgerauhten Teil 6 wird der in Fig. 1 eingetragene Verlauf der Stromlinien des Ar- beitsniittels erzwungen. Wie gezeigt, liegt die Strömung weitgehend an die Zuschärfung 5 der Leitschaufeln 1 an, so dass in der auf die Laufschaufeln 2 auftreffenden Strömung kehre Wirbelgebiete mehr vorhanden sind.
Die Beaufschlagung der Laufschaufeln 2 ist daher eine recht gleichmässige und der Wir- liurrgsgrad der Laufschaufelung dementspre chend hoch.
Sind die Leitschaufeln 7 in der irr Fig. 2 gezeigten Weise gegen das Austrittsende so ausgebildet, dass die konkave und konvexe Seite in eine gemeinsame Schneide 8 auslau fen, so empfiehlt es sich, auf beiden Seiten kurz vor dein Beginn der Zuschärfung eine rauhere Strecke 9 bezw. 10 vorzusehen.
Die Rauheit kann auch dadurch erhalten werden, dass au den rauher auszugestaltenden Oberflächenteilen Erhöhungen, z. B. in Ferm von Drähten, angebracht werden.
Die rauhere Ausgestaltung der Leitscbau- feloberfläche hat, in der Strömungsrichtung des Arbeitsmittels betrachtet, immer minde stens kurz vor der Zuschärfung der Austritts- kaute der Schaufel zu beginnen, damit das angestrebte Anliegen der Strömung an die Zuschärfung der Austrittskante erfolgt.