DE2251669A1 - Schaufelgitter fuer turbomaschinen mit grenzschichtbeeinflussung durch einblasoder absaugschlitze - Google Patents
Schaufelgitter fuer turbomaschinen mit grenzschichtbeeinflussung durch einblasoder absaugschlitzeInfo
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- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D29/00—Details, component parts, or accessories
- F04D29/66—Combating cavitation, whirls, noise, vibration or the like; Balancing
- F04D29/68—Combating cavitation, whirls, noise, vibration or the like; Balancing by influencing boundary layers
- F04D29/681—Combating cavitation, whirls, noise, vibration or the like; Balancing by influencing boundary layers especially adapted for elastic fluid pumps
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
- F05D2240/00—Components
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- F05D2240/124—Fluid guiding means, e.g. vanes related to the suction side of a stator vane
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- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
- F05D2240/00—Components
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- F05D2240/30—Characteristics of rotor blades, i.e. of any element transforming dynamic fluid energy to or from rotational energy and being attached to a rotor
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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Description
608 Dresden, K6t*&k*Qckar Land*. 199
Schaufelgitter für Turbomaachinen mit Grenzschichtbeeinflussung
durch Einblas- oder Absaugschiitsse
Die Erfindung betrifft Schaufelgitter für Turbomaschinen mit Grenzschichtbeeinflussung durch Einblas- oder Absaugschlitze
nach Patentanmeldung P 2204 247·3 "Grenzschichtbeeinflussung
bei Turbomaschinen, insbesondere zur Verwendung in Klimageräten". Zur Grenzschichtbeeinflussung kann sowohl das iÄedium
der Hauptströmung als auch ein anderes eingesetzt werden.
Es ist bekannt, daß der Größe der Energieübertragung in konventionellen
Gittern von Turbomaschinen durch die mögliche Verzögerung in den Schaufelgittern eine Grenze gesetzt ist
und daß diese Grenze durch Energiezufuhr in die Grenzschicht verschoben werden kann. Die Zufuhr von Energie erfolgt bei
Klappengittern, bei denen ein verstellbarer Flügel am Hauptflügel befestigt ist, zwischen beiden Flügeln durch einen
Schlitz. Bei Strahlklappengittern entfällt der verstellbare Flügel, die Einblasenergie wird durch einen an der Hinterkante
austretenden intensiven Strahl zugeführt. Weiterhin sind Anwendungen zur Kühlung von Turbinenschaufeln bekannt.
Bei allen beschriebenen Gittern besitzt die Wirkung des Strahles zwei Komponenten. Erstens kann der Ablösepunkt durch
Energiezufuhr in die Grenzschicht zur Hinterkante verschoben werden und zweitens ändert sich durch das Einblasen die Geschwindigkeitsverteilung
am Gitterprofil. Beide Komponenten können zu einer Erhöhung der Umlenkung und der Verzögerung
ausgenutzt werden. Jedoch is-t die bisher erzielte Steigerung der Umlenkung bei kleinen Verlustbeiwerten also kleinen
Strahlintensitaten gering. Weiterhin ist bekannt, daß durch
Hintereinanderschalten zweier konventioneller Schaufelreihen
zu Spaltflügelgittern, bei denen der Druckunterschied zwischen Druck und Saugseite zur Grenzschichtbeeinflussung ausgenutzt
werden kann, große Umlenkungen bei kleinen Verlustbeiwerten erreichbar sind. Die erforderliche Genauigkeit der Zuordnung
der beiden Profilreihen ist groß. ^φ ORIGINAL
- 2 309825/070A
Spaltflügel- und Klappengitter besitzen gegenüber konventionellen Gittern den Nachteil, daß zur Erhöhung der Umlenkung
und Verzögerung jeweils zwei Profilreihen erforderlich sind und die Zuordnung der beiden Profile sehr sorgfältig durchgeführt
werden muß. Durch die Verwendung von zwei Profilreihen und der notv/endigen Zuordnung entsteht ein großer
Fertigungsaufwand. Strahlklappen- und Klappengitter haben auf Grund der intensiven Strahlvennischung sehr große Verlust
beiwerte und gegenüber konventionellen Gittern nur wenig
vergrößerte Umlenkung und Verzögerungen, so daß sie für eine breite technische ivnwendung nicht infrage kommen.
Der Zweck der Erfindung ist die Verminderung der aufgezeigten Mangel mit dem Ziel, Schaufelgitter mit Grenzschichtbeeinflussung
zu entwickeln, die ökonomisch mit einem vertretbaren Aufwand hergestellt werden können.
Der Erfindung liegt die aufgäbe zugrunde, Schaufelgitter zu
entwickeln, die aus einer Profilreihe bestehen und die für eine optimale Grenzschichtbeeinflussung durch Einblasen oder
Absaugen geeignet sind, d. h., die bei geringem Profilverlustbeiwert,
großem Regelbereich und kleinem Teilungsverhältnis eine sehr große Verzögerung und Umlenkung erlauben.
Erfindungsgemäß wird das dadurch erreicht, daß bei Schaufelgittem
Einblas- und/oder Absaugachlitze angeordnet sind, und die Kontur mit einer Verzögerung auf der Saugseite ausgeführt
ist. Der Maximalwert der Verzögerung liegt mehr oder weniger weit hinter dem Spalt und die Verzögerung nimmt zur Hinterkante
hin ab. Die anliegende Strömung wird nur durch Grenzschichtbeeinflussung
erzielt. Die günstigste Lage für die Anordnung des Spaltes ist im Bereich von 2/5 bis 4/5 der Profillänge.
Bei einem Verhältnis der Geschwindigkeiten von C 3/Co ζ 0,7
und einem Verhältnis von maximaler Profildicke zu Profillänge von d/l>
0,2 ist der Schaufelkanal hinter dem Spalt mit etwa gerader Kontur ausgeführt und er erweitert sich stetig.
BAD ORIGINAL
309825/0704 " 3 "
Eine vorteilhafte Anwendung der Grenzschichtbeeinflussung erfolgt in einem Nachleitrad, wenn ein Laufrad mit geringer
Verzögerung eingesetzt wird.
Durch den Eineatz der vorgeschlagenen Gitter mit Einblas-
und Absaugschlitzen in Pumpen, Verdichtern und Lüftern wird gegenüber den bisher bekannten Ausführungsfoiroen eine wesentliche
Erhöhung der Druckzahl, Durchflußzahl und damit der Leistungsdichte bei noch gutem Wirkungsgrad möglich. Diese
Verbesserungen lassen sich zu. einer■Steigerung des Gesamtdrucksprunges
und des ^örderstromes, zu einer Verringerung der Stufenzahl und des Durchmessers einsetzen. Maschinen mit
kleiner Drehzahl und kleinem Durchmesser besitzen im allgemeinen gute akustische, schwingungstechnische und verschleißtechnische
Eigenschaften.
Die Erfindung soll an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert
werden.
In der Zeichnung bedeutet:
Pig. 1 den Schnitt durch einen Axiallüfter mit Einblasschlitzen
Pig. 2 einen in die Ebene abgewickelten Koaxialschnitt durch ein Schaufelgitter mit Einblasschlitzen
Pig. 3 einen in die Ebene abgewickelten Koaxialschnitt
durch ein Schaufelgitter mit Einblas- und Absaugschlitzen
Pig. 4 einen in die Ebene abgewickelten Koaxialschnitt durch ein Schaufelgitter mit Einblasschlitzen
Pig. 5 den Meridianschnitt durch ein Badiällüfter-Laufrad
Pig. 6 eine Hälfte des Schnittes A-A nach Fig. 5
- 4 -309825/.0 7(U
Der in Fig. 1 dargestellte Axiallüfter besteht aus einem
Laufrad 1 und dem Leitrad 2. Der Antriebsmotor 4 ist in der Habe 3 angeordnet. Am Leitrad 2 ist ein Stutzen 5 zur Zuführung
der Einblasströmung 10 vorgesehen. Die Einblasströmung 10
wird über die Kanäle 11 und 12 und die Spalte 6, 7t ***"* 8 geführt
und in die Hauptströmung 9 eingeführt.
In den Fig. 2 bis 4 werden die Strömungsverhältnisse näher
dargestellt. Die Zuströmung Co tritt in einer bestimmten Richtung in die Gittereintrittsfront 14 ein. Die AbetrÖmung C 3
verläßt die Gitteraustrittsfront 15 entsprechend dem Pfeil. In den Schaufeln 17 befinden sich Schaufelkanäle für Einblasströmung
13 und bei Bedarf Schaufelkanäle für Absaugströmung 19 mit den entsprechenden Spalten zum Einblasen 6 oder Absaugen 16.
Die Einblasströmung 10 und die Absaugungsströmung 19 sind durch
Pfeile gekennzeichnet.
In Pig. 4 sind die Profildicke d, die Profillänge 1 sowie die
Kanalweite D und der Verlauf des Schaufelkanals 20 dargestellt. Zur Verdeutlichung wurde die Mittellinie 21 des Sehaufelkanals
eingezeichnet.
In Pig. 5 und 6 wurden die Verhältnisse bei einem Badialliifterrad
aufgezeigt.
30982B/Q7CU
Claims (4)
- Patentansprüche1i\ Schaufelgitter für Turbomaschinen mit Grenzschichtbeein-,_y flussung nach P 2204 247.3 dadurch gekennzeichnet, daß bei Schaufelgittern Einblas- und/oder Absaugschlitze angeordnet sind und die Kontur mit einer Verzögerung auf der Saugseite ausgeführt ist, die hinter dem Spalt ihren Maximalwert hat und zur Hinterkante abnimmt, wobei die anliegende Strömung nur durch die Grenzschichtbeeinflussung erzielbar ist.
- 2. Schaufelgitter nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß der Spalt im Bereich von 2/5 bis 4/5 der Profillänge angeordnet ist.
- 3. Schaufelgitter nach Anspruch 1 und 2 dadurch gekennzeich-. net, daß bei einem Verhältnis von Abströmgeschwindigkeit zu Zuströmgeschwindigkeit 0 3/C O^ 0,7 ein Verhältnis von maximaler Profildicke zu Profillänge d/1 > 0,2 eine ste-^ tige Erweiterung des Schaufelkanals (20) und eine etwa gerade Kontur hinter dem Spalt ausgeführt ist.
- 4. Schaufelgitter nach Anspruch 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, daß die Grenzschichtbeeinflussung in einem Nachleitrad hinter einem Laufrad mit geringer Verzögerung eingesetzt ist. · "
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DD159597A DD97468A2 (de) | 1971-12-15 | 1971-12-15 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2251669A1 true DE2251669A1 (de) | 1973-06-20 |
Family
ID=5484802
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE2251669A Pending DE2251669A1 (de) | 1971-12-15 | 1972-10-21 | Schaufelgitter fuer turbomaschinen mit grenzschichtbeeinflussung durch einblasoder absaugschlitze |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
DD (1) | DD97468A2 (de) |
DE (1) | DE2251669A1 (de) |
FR (1) | FR2165575A6 (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19524984A1 (de) * | 1995-07-08 | 1997-01-09 | Abb Management Ag | Leitschaufelreihe für eine Turbine |
-
1971
- 1971-12-15 DD DD159597A patent/DD97468A2/xx unknown
-
1972
- 1972-10-21 DE DE2251669A patent/DE2251669A1/de active Pending
- 1972-12-15 FR FR7244901A patent/FR2165575A6/fr not_active Expired
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19524984A1 (de) * | 1995-07-08 | 1997-01-09 | Abb Management Ag | Leitschaufelreihe für eine Turbine |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DD97468A2 (de) | 1973-05-14 |
FR2165575A6 (de) | 1973-08-03 |
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Legal Events
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---|---|---|---|
OHW | Rejection |