CH342804A - Boundary layer suction device on a wall through which a condensable vapor flows - Google Patents

Boundary layer suction device on a wall through which a condensable vapor flows

Info

Publication number
CH342804A
CH342804A CH342804DA CH342804A CH 342804 A CH342804 A CH 342804A CH 342804D A CH342804D A CH 342804DA CH 342804 A CH342804 A CH 342804A
Authority
CH
Switzerland
Prior art keywords
wall
channel
cooling
boundary layer
coolant
Prior art date
Application number
Other languages
German (de)
Inventor
Stroehlen Richard Prof Ing Dr
Original Assignee
Licentia Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Licentia Gmbh filed Critical Licentia Gmbh
Publication of CH342804A publication Critical patent/CH342804A/en

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01DNON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D13/00Combinations of two or more machines or engines
    • F01D13/02Working-fluid interconnection of machines or engines

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Jet Pumps And Other Pumps (AREA)

Description

  

      Grenzschichtabsau        ;ungseinrichtung    an einer von einem     kondensierbaren    Dampf       beströmten    Wand    Die Ablösung der Grenzschicht bei der Umströ  mung von Körpern und bei der     Durchströmung    von       Diffusoren    ist die Ursache für die Wirbelbildung und  damit für Verluste in der Strömung. Die     Ablösun-s-          Qefahr    besteht immer in Gebieten mit Druckanstieg,  und zwar um so mehr; je steiler der Druckanstieg in  der     Grenzschicht    ist.

   Infolge der Rückströmung tritt  eine starke Verdickung der Grenzschicht ein, wobei  der Ablösungspunkt der Strömung dadurch gegeben  ist, dass an der Wand der     Geschwindigkeitsgradient          :.enkrecht    zur Wand gleich Null wird.  



  Eine sehr wirksame Massnahme zur     Verhinderung,          der    Ablösung der Grenzschicht besteht darin, durch       :.chmale    Schlitze in der Körperwand das verzögerte       Grenzschichtmaterial    nach aussen abzusaugen. Die  Strömung legt sich hierbei an die Wand an, und man  erhält das     Stromlinienbild    der reibungsfreien Strö  mung. Bei     Tragflügeln,    Schaufeln usw. kann man  hierdurch wesentlich     Lrössere        Anstellwinkel    und da  mit einen erheblich grösseren Auftrieb verwirklichen.

    Auch bei Strömungen, bei denen die Ablösungsgefahr  nicht im Vorderrund des Interesses steht,     lässt    sich  der Reibungswiderstand durch     Absauaung    der Grenz  schicht dadurch vermindern, dass die Neigung der  Grenzschicht, turbulent zu werden, wesentlich     verrin-          aert    wird. Der     laminare        Reibunoswiderstand    ist be  kanntlich wesentlich kleiner als der turbulente.  



  Es ist eine     Grenzschichtabsau@t,ungseinrichtung    für  die vom Treibdampf     beströmte        Innenbewandung    eines       Auslassdiffusors    für Dampfturbinen mit einem mit  dem     Absaugeschlitz    unmittelbar verbundenen, ge  schlossenen Kanal auf der strömungsfernen Seite der  Wand bekannt.

   Dabei wird das notwendige     Druck-          ,efälle    durch     Amvendum-,    eines      <  < nzapfdampfbetriebe-          iten        Ejektors    erreicht, dessen     Sau\;wirkung    durch Zu  satz von     @Qedrosseltem    Dampf     höheren    Druckes (höher    als der     Anzapfdampfdruck)    erhöht werden kann.

   Bei  dieser bekannten Einrichtung kann     vier    zur     Absau-          Lunn    benötigte Unterdruck auch durch einen     Wasser-          strahlsau2er    erzeugt werden.  



  Es ist weiterhin bekannt, zum Zwecke des Nieder  schla2ens des die Grenzschicht bildenden     Dampfes     die Wand eines solchen     Diffusors    von aussen zu küh  len.     Absauaeschlitze        si--i    dabei also nicht     vor#ceschen.     



  Gemäss der Erfindung wird auf dem     Abs-.iti@(,eprin-          zip    aufgebaut, weil die     Grenzschichtabsaugung        weni-          cer    Aufwand erfordert als die genannte Kühlung der  Wand von aussen. Ferner ist die     Absaug        ting    der  Grenzschicht in     bezug    auf das erstrebte     Anlie#,en    der       Strömun   <U>a</U> wirkungsvoller.

   Es handelt sich     -emäss    der       Erfindun-    um eine     Grenzschichtabsau-un < -seinrich-          tung    an einer von einem     kondensierbaren    Dampf     be-          strömten    Wand mit einem in der Wand angeordneten       Absau-eschlitz    und einem mit dem     Absauceschlitz     unmittelbar verbundenen, geschlossenen Kanal auf  der strömungsfernen Seite der Wand,

   bei welcher Ein  richtunc der geschlossne Kanal als Kondensations  kanal für die     abgesaugte        Dampfmen@g-e    dient und zu  diesem Zweck mit einer Kühleinrichtung und einem       Kondensatabfluss        ausverüstet    ist. Diese Einrichtung  wird insbesondere bei     Auslassdiffusoren    von Dampf  turbinen     an-ewandt,    um eine     starke        Erweiterung    und  damit eine kurze     Baulä        ntTe    der     Diffusoren    verwirk  lichen zu können.  



  Der zur Erzielung der Strömung durch den Schlitz  notwendige Unterdruck auf der     Atisströmscite        des     Schlitzes wird durch     Kühlung-    und Kondensation des  in dem Kanal befindlichen Dampfes hergestellt.

   Ge  mäss der     Erfindung        werden    der Vorteil der     Erzeu-          aun#a        -rösseren    Unterdruckes und     weiterhin    die     Mö--          lichkeit    der Verwendung     von        Leitunien        bedeutend     kleineren Durchmessers zur     Abfüllmine    bzw. Weiter-      leituni des Kondensats erzielt. Weiterhin kommen       Strahlsauaer    und der für sie benötigte Aufwand, z. B.  Aufwand an Leitungen, in Wegfall.

   Die Leitungen  kleinen Durchmessers beginnen in der unmittelbaren       Umgebung    des     Absauneschlitzes,    da Kühlung und  Kondensation des Dampfes unmittelbar hinter dem       Absaugeschlitz    erfolgen. Weiterhin ergeben sich     -e-          mäss    der Erfindung die Vorteile, dass nur eine einzige       Kondensatleitung    benötigt wird, dass der durch die  nahe dem Schlitz liegende Kühleinrichtung bewirkte  Unterdruck in allen Teilen des Kondensationskanals  etwa     deich    gross ist,

   wobei die Höhe des     Unterdruk-          kes    leicht über     Kühlwassermenge    und     -temperatur        re-          aelbar    ist. Ausserdem wird wegen des Wegfalles von  Strahlern weder Dampf noch Druckwasser, sondern  nur ein Kühlmittel, z.     B.    Kühlwasser, zum Betrieb der       Absaugungseinrichtung    benötigt.  



  Vorzugsweise ist die Kühleinrichtung als Kühl  mittelkanal innerhalb des Kondensationskanals     vor-          ,gesehen.    Dabei können im Kondensationskanal     Sam-          melrinnen    für das Kondensat vorgesehen sein. Der  Kondensationskanal kann aus zwei schalenförmigen  Hälften bestehen, die mit den benachbarten, der  Dampfführung dienenden Wänden aus einem Stück  bestehen und miteinander verbunden sind.  



  Bei     Dampfturbinenanlagen    zum Beispiel kann das  anfallende Kondensat getrennt vom Kühlmittel ab  geführt und als Speisewasser für die     Dampferzeu-          gungsanlaLe    verwendet werden. Bei     Dampfturbinen-          anlagen    kann das anfallende Kondensat dem Kon  densator der Turbine zugeführt werden. A.:<B>;"</B> Kühlmit  tel für die     Kühleinrichtun,2    kann eine Kühlflüssig  keit oder Kühlluft dienen. Bei höheren Drücken und  Temperaturen des zu kondensierenden Dampfes kann  die     Kühlflüssigkeit    vorgewärmt sein.  



  In den     Fig.    1 und 2 der     Zeichnung    sind Ausfüh  rungsbeispiele der Einrichtung gemäss der Erfindung  dargestellt.  



  Gemäss der     Fig.    1 wird ein     diffusorartiger    Hohl  körper von Dampf durchströmt. Rund um dieses zum  Beispiel als Rundkörper ausgebildete Gehäuse sind  auf der Aussenseite der Wände 1 dieses Hohlkörpers  zwei     ringförmige    Kondensationskanäle 3 angeordnet.  die durch     Absauaeschlitze    2 mit dem Gehäuseinnern  verbunden sind. Innerhalb jedes Kanals 3 liegt ein  von einem beliebigen Kühlmittel durchflossenes Rohr  4. Zur Abführung des Kondensats ist an der tiefsten  Stelle des rechten Kanals 3 ein Abfluss 5 vorgesehen.

      Gemäss der     Fig.    2 ist     innerhalb    des Kanals 3, in  dem .die Kondensation erfolgt, eine     Sammel-    und       Abflussrinne    6 für das Kondensat     aneeordnet.    Ausser  dem besteht gemäss dieser Figur der Kanal 3 aus zwei  schalenförmigen Hälften, die mit den benachbarten  Teilen der Wände 1 aus einem     Stück:    bestehen und  miteinander lösbar verbunden sind.



      Boundary layer suction device on a wall through which a condensable vapor flows. The separation of the boundary layer when flowing around bodies and when flowing through diffusers is the cause of the vortex formation and thus of losses in the flow. The risk of detachment always exists in areas with rising pressure, and all the more so; the steeper the pressure rise in the boundary layer.

   As a result of the return flow, the boundary layer becomes strongly thickened, the separation point of the flow being given by the fact that the velocity gradient on the wall: perpendicular to the wall becomes zero.



  A very effective measure to prevent the separation of the boundary layer consists in sucking the delayed boundary layer material outwards through narrow slits in the body wall. The flow is applied to the wall, and the streamlined image of the frictionless flow is obtained. In the case of wings, blades, etc., it is possible to achieve considerably larger angles of attack and a considerably greater lift.

    Even in the case of flows in which the risk of detachment is not in the foreground, the frictional resistance can be reduced by draining the boundary layer by significantly reducing the tendency of the boundary layer to become turbulent. The laminar friction resistance is known to be much smaller than the turbulent one.



  A Grenzschichtabsau @ t, ungseinrichtung for the inner wall of an outlet diffuser for steam turbines, through which the motive steam flows, with a closed channel directly connected to the suction slot on the side of the wall remote from the flow is known.

   The necessary pressure drop is achieved by means of an amvendum ejector operated by an ejector, the suction effect of which can be increased by adding throttled steam at a higher pressure (higher than the bleed steam pressure).

   With this known device, four negative pressures required for suction can also be generated by a water jet pump.



  It is also known to cool the wall of such a diffuser from the outside for the purpose of knocking down the vapor forming the boundary layer. Suction slots are therefore not in front of # ceschen.



  According to the invention, the principle is based on the Abs-.iti @ (, because the boundary layer suction requires less effort than the above-mentioned cooling of the wall from the outside. Furthermore, the suction of the boundary layer with regard to the intended purpose, en the currents <U> a </U> more effectively.

   According to the invention, it is a boundary layer suction device on a wall through which a condensable vapor flows, with a suction slit arranged in the wall and a closed channel directly connected to the suction slit on the distal stream Side of the wall,

   in which the closed channel is used as a condensation channel for the extracted steam and is equipped with a cooling device and a condensate drain for this purpose. This device is used in particular in the case of outlet diffusers of steam turbines in order to be able to achieve a strong expansion and thus a short overall length of the diffusers.



  The negative pressure on the Atisströmmscite of the slot necessary to achieve the flow through the slot is produced by cooling and condensation of the steam in the channel.

   According to the invention, the advantage of generating a greater negative pressure and, furthermore, the possibility of using lines of significantly smaller diameter for the filling mine or for the condensate to be passed on are achieved. Furthermore, Strahlsauaer and the effort required for them, z. B. expenditure on lines, in omission.

   The small-diameter lines begin in the immediate vicinity of the suction slot, as cooling and condensation of the steam take place immediately behind the suction slot. Furthermore, according to the invention, there are the advantages that only a single condensate line is required, that the negative pressure caused by the cooling device located near the slot is approximately dike high in all parts of the condensation channel,

   whereby the level of the negative pressure can easily be calculated via the cooling water quantity and temperature. In addition, because of the elimination of emitters, neither steam nor pressurized water, but only a coolant, e.g. B. cooling water, required to operate the suction device.



  The cooling device is preferably provided as a coolant channel within the condensation channel. In this case, collecting channels for the condensate can be provided in the condensation channel. The condensation channel can consist of two bowl-shaped halves which are made of one piece with the adjacent walls serving for the steam duct and which are connected to one another.



  In the case of steam turbine systems, for example, the condensate produced can be drained away separately from the coolant and used as feed water for the steam generation system. In the case of steam turbine systems, the condensate produced can be fed to the turbine condenser. A .: <B>; "</B> Coolant for the cooling device, 2 a cooling liquid or cooling air can be used. At higher pressures and temperatures of the vapor to be condensed, the cooling liquid can be preheated.



  In Figs. 1 and 2 of the drawing Ausfüh are shown approximately examples of the device according to the invention.



  According to FIG. 1, steam flows through a diffuser-like hollow body. Around this housing, designed as a round body, for example, two annular condensation channels 3 are arranged on the outside of the walls 1 of this hollow body. which are connected to the inside of the housing by suction slots 2. Inside each channel 3 there is a pipe 4 through which any coolant flows. In order to discharge the condensate, a drain 5 is provided at the lowest point of the right channel 3.

      According to FIG. 2, a collecting and drainage channel 6 for the condensate is arranged within the channel 3 in which the condensation takes place. In addition, according to this figure, the channel 3 consists of two shell-shaped halves which are made of one piece with the adjacent parts of the walls 1 and are detachably connected to one another.

 

Claims (1)

PATENTANSPRUCH Grenzschichtabsaugungseinrichtung an einer von einem kondensierbaren Dampf beströmten Wand mit einem in der Wand angeordneten Absauaeschlitz und einem mit dem Absauaeschlitz unmittelbar verbun denen, beschlossenen Kanal auf der strömungsfernen Seite der Wand, dadurch gekennzeichnet, dass der geschlossene Kanal als Kondensationskanal (3) für die abgesaugte Dampfmenge dient und zu diesem Zweck mit einer Kühleinrichtung (.4) und einem Kon- densatabfluss (5) ausgerüstet ist. UNTERANSPRÜCHE 1. PATENT CLAIM Boundary layer suction device on a wall through which a condensable vapor flows, with a suction slot arranged in the wall and a channel directly connected to the suction slot on the side of the wall remote from the flow, characterized in that the closed channel is used as a condensation channel (3) for the suctioned Steam volume and is equipped for this purpose with a cooling device (.4) and a condensate drain (5). SUBCLAIMS 1. Einrichtung nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass als Kühlmittel für die Kühleinrich tung (4) eine Kühlflüssigkeit dient. 2. Einrichtung nach Patentanspruch und Unter anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei höheren Drücken und Temperaturen des zu kondensierenden Dampfes die Kühlflüssigkeit vorgew*irmt ist. 3. Einrichtung nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass als Kühlmittel für die Kühleinrich tung Kühlluft dient. 4. Einrichtung nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass das anfallende Kondensat getrennt vom Kühlmittel abgeführt wird. 5. Einrichtung nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass als Kühleinrichtung ein Kühlmittel- Kanal (4) innerhalb des Kondensationskanals (3) vor gesehen ist. 6. Device according to patent claim, characterized in that a cooling liquid is used as the coolant for the cooling device (4). 2. Device according to claim and sub-claim 1, characterized in that at higher pressures and temperatures of the vapor to be condensed, the cooling liquid is vorgew * irmt. 3. Device according to claim, characterized in that cooling air is used as a coolant for the Kühleinrich device. 4. Device according to claim, characterized in that the resulting condensate is discharged separately from the coolant. 5. Device according to claim, characterized in that a coolant channel (4) within the condensation channel (3) is seen as the cooling device. 6th Einrichtung nach Patentanspruch und Unter anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass im Konden sationskanal (3) Sammelrinnen (6) für das Kondensat vorgesehen sind. 7. Einrichtun(r nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet. dass der Kondensationskanal (3) aus zwei schalenförmigen Hälften besteht. die mit den benachbarten, der Dampfführung dienenden Wänden (1) aus einem Stück bestehen und miteinander lösbar verbunden sind. Device according to patent claim and sub-claim 5, characterized in that collecting channels (6) for the condensate are provided in the condensation channel (3). 7. Device according to claim, characterized in that the condensation channel (3) consists of two shell-shaped halves, which are made of one piece with the adjacent walls (1) serving for the steam supply and are detachably connected to one another.
CH342804D 1954-11-11 1955-11-02 Boundary layer suction device on a wall through which a condensable vapor flows CH342804A (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE342804X 1954-11-11

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CH342804A true CH342804A (en) 1959-11-30

Family

ID=6241915

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CH342804D CH342804A (en) 1954-11-11 1955-11-02 Boundary layer suction device on a wall through which a condensable vapor flows

Country Status (1)

Country Link
CH (1) CH342804A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CH668003A5 (en) METHOD AND DEVICE FOR REDUCING THE GAS CONTENT OF A LIQUID.
DE1058976B (en) Cyclone separator for compressed air compressors and steam engines
DE1928422A1 (en) Jet pump
CH701616B1 (en) Anti-vortex device to prevent vortices in the vicinity of the suction section of a pump.
DE1542266C3 (en) Device for separating liquid and solid particles entrained in a flowing gaseous medium
EP3265199B1 (en) Device for degassing a liquid
DE1054791B (en) Boundary layer suction device for walls flowed by condensable steam
DE3002578C2 (en) Device for degassing a liquid
CH342804A (en) Boundary layer suction device on a wall through which a condensable vapor flows
EP1988216B1 (en) Fish upstream/downstream migration device
DE907180C (en) Short exhaust diffuser for steam turbines
DE2823942C2 (en) Liquid separator
AT100903B (en) Device on channels, lines or the like, which lead flowing media.
DE1108525B (en) Diffuser with a device for blowing the boundary layer
DE416135C (en) Diffuser for the recovery of velocity energy from a flowing liquid
DE569423C (en) Ejector
EP2978940B1 (en) Nozzle module for an energy converter
CH111431A (en) Method and device for reducing the flow losses in channels, lines and the like that carry flowing media.
DE733220C (en) Steam distribution in an air-cooled condenser
DE102014018168B4 (en) Pipe flow power plant
EP0797087B1 (en) Device for discharging air bubbles in water circulating channels
DE609062C (en) By a liquid or gas, e.g. B. air or steam flow actuated suction device
DE886988C (en) Non-contact seal
DE3106341A1 (en) Novel rotor-stator correspondence, for example in the case of a hydrodynamic brake, for generating heat by fluid friction
DE599526C (en) Diffuser, especially for venturi tubes intended for measuring purposes