EP1798375B1 - Profil d'aube pour aubes statoriques variables - Google Patents

Claims (2)

1. Stator réglable d'une turbomachine, avec une ligne moyenne de profil qui s'étend le long d'une ligne d'écoulement méridienne, sachant que le stator peut pivoter autour d'un axe de rotation, et est subdivisé dans le sens radial en au moins trois zones (Z0, Z1, Z2), que les zones (Z1, Z2) sont des zones marginales d'aube et la zone (Z0) est une zone centrale d'aube, et que dans chacune des trois zones, les lignes moyennes de profil de chaque zone (Z0, Z1, Z2) s'étendant des bords intérieurs aux bords extérieurs dans le sens radial sont formées de manière à satisfaire les équations suivantes : $$\mathrm{\alpha }\mathrm{*}\mathrm{=}\frac{{\mathrm{\alpha }}_{\mathrm{1}}\mathrm{-}{\mathrm{\alpha }}_{\mathrm{P}}}{{\mathrm{\alpha }}_{\mathrm{1}}\mathrm{-}{\mathrm{\alpha }}_{\mathrm{2}}}$$

   

   $$\mathrm{s}\mathrm{*}\mathrm{=}\frac{{\mathrm{s}}_{\mathrm{P}}}{\mathrm{S}}$$

   

   
   dans lesquelles:

   - P est un point quelconque de la ligne moyenne de profil,

   - α₁ est l'angle d'inclinaison sur le bord d'attaque du stator,

   - α₂ est l'angle d'inclinaison sur le bord de fuite du stator,

   - α* est l'angle adimensionnel, spécifique, de la cambrure totale,

   - s* est la longueur adimensionnelle, spécifique,

   - α_P est l'angle de la tangente à un point quelconque P de la ligne moyenne de profil par rapport à la ligne d'écoulement méridienne centrale,

   - S_P est la longueur de la ligne moyenne de profil à un point quelconque P, et

   - S est la longueur totale de la ligne moyenne de profil,

   caractérisé en ce que dans une représentation par un diagramme, dans lequel l'angle adimensionnel spécifique α* est représenté en fonction de la longueur adimensionnelle spécifique s*, la ligne moyenne de profil est formée dans une zone marginale d'aube (Z1, Z2) du stator à son extrémité fixe (Z1, Z2), le tracé de la ligne moyenne de profil étant représenté sous la forme α* comme fonction de s*, en dessous d'une ligne limite représentée dans le diagramme, laquelle ligne limite est obtenue conformément à l'équation suivante : $$\mathrm{\alpha }\mathrm{*}\left(\mathrm{d}\mathrm{*}\mathrm{,}\mathrm{s}\mathrm{*}\right)\mathrm{=}\mathrm{\alpha }\mathrm{*}\left(\mathrm{d}\mathrm{*}\mathrm{=}\mathrm{0}\mathrm{,}\mathrm{5}\right)\mathrm{+}\left[\mathrm{\alpha }\mathrm{*}\left(\mathrm{d}\mathrm{*}\mathrm{=}\mathrm{0}\mathrm{,}3\right)\mathrm{-}\mathrm{\alpha }\mathrm{*}\left(\mathrm{d}\mathrm{*}\mathrm{=}\mathrm{0}\mathrm{,}\mathrm{5}\right)\right]\mathrm{*}\left[\mathrm{0}\mathrm{,}\mathrm{5}\mathrm{-}\mathrm{d}\mathrm{*}\right]\mathrm{/}\mathrm{0}\mathrm{,}\mathrm{2}\mathrm{,}$$

   

   
   dans laquelle: $$\begin{array}{ll}\mathrm{\alpha }\mathrm{*}\left(\mathrm{d}\mathrm{*}\mathrm{=}\mathrm{0}\mathrm{,}\mathrm{3}\right)\mathrm{=}& \mathrm{-}\mathrm{15}\mathrm{,}\mathrm{1441661664}{\left(\mathrm{s}\mathrm{*}\right)}^{\mathrm{6}}\mathrm{+}\mathrm{52}\mathrm{,}\mathrm{8168915277}{\left(\mathrm{s}\mathrm{*}\right)}^{\mathrm{5}}\\ & \mathrm{-}\mathrm{67}\mathrm{,}\mathrm{2135203453}{\left(\mathrm{s}\mathrm{*}\right)}^{\mathrm{4}}\mathrm{+}\mathrm{35}\mathrm{,}\mathrm{9670881201}{\left(\mathrm{s}\mathrm{*}\right)}^{\mathrm{3}}\\ & \mathrm{-}\mathrm{6}\mathrm{,}\mathrm{8146566070}{\left(\mathrm{s}\mathrm{*}\right)}^{\mathrm{2}}\mathrm{+}\mathrm{1}\mathrm{,}\mathrm{3350483823}\left(\mathrm{s}\mathrm{*}\right)\\ & \mathrm{+}\mathrm{0}\mathrm{,}\mathrm{0535731815}\end{array}$$

   

   
   et $$\begin{array}{ll}\mathrm{\alpha }\mathrm{*}\left(\mathrm{d}\mathrm{*}\mathrm{=}\mathrm{0}\mathrm{,}\mathrm{5}\right)\mathrm{=}& \mathrm{3}\mathrm{,}\mathrm{6478453237}{\left(\mathrm{s}\mathrm{*}\right)}^{\mathrm{6}}-\mathrm{5}\mathrm{,}\mathrm{6044881912}{\left(\mathrm{s}\mathrm{*}\right)}^{\mathrm{5}}\\ & \mathrm{-}\mathrm{5}\mathrm{,}\mathrm{3211690262}{\left(\mathrm{s}\mathrm{*}\right)}^{\mathrm{4}}\mathrm{+}\mathrm{11}\mathrm{,}\mathrm{7583720270}{\left(\mathrm{s}\mathrm{*}\right)}^{\mathrm{3}}\\ & \mathrm{-}\mathrm{4}\mathrm{,}\mathrm{3361971934}{\left(\mathrm{s}\mathrm{*}\right)}^{\mathrm{2}}\mathrm{+}\mathrm{0}\mathrm{,}\mathrm{8062070974}\left(\mathrm{s}\mathrm{*}\right)\\ & \mathrm{+}\mathrm{0}\mathrm{,}\mathrm{0502599068}\mathrm{,}\end{array}$$

   

   
   sachant qu'un axe de rotation relatif du stator est situé sur une perpendiculaire à la corde de profil dans le plan de la section respective de la ligne d'écoulement, et qu'une distance d entre l'axe de rotation D et le bord d'attaque du stator est définie par la perpendiculaire à la corde de profil, sachant que la position relative de l'axe de rotation d* est définie par d* = d/L, avec L = longueur totale de la corde du profil de l'aube à extrémité fixe et d = distance entre l'axe de rotation D et le bord d'attaque du stator dans le sens de la corde de profil, sachant qu'un rapport de la hauteur à la largeur (HSV) se détermine selon l'équation suivante: $$\mathrm{HSV}\mathrm{=}\mathrm{5}\mathrm{\cdot }\mathrm{H}\mathrm{/}\left({\mathrm{L}}_{\mathrm{SL}\mathrm{10}}\mathrm{+}{\mathrm{L}}_{\mathrm{SL}\mathrm{30}}\mathrm{+}{\mathrm{L}}_{\mathrm{SL}\mathrm{50}}\mathrm{+}{\mathrm{L}}_{\mathrm{SL}\mathrm{70}}\mathrm{+}{\mathrm{L}}_{\mathrm{SL}\mathrm{90}}\right),$$

   

   
   dans laquelle:

   - H est la hauteur le long d'une ligne droite située dans le plan méridien défini par le sens radial r et le sens axial x et qui, à un point G, est perpendiculaire à une ligne d'écoulement médiane formant le centre géométrique de la voie d'écoulement dans laquelle est placé le stator,

   - L est la longueur de la corde du profil, et

   - les différentes longueurs L des cordes de profil pour cinq lignes d'écoulement correspondent à 10 %, 30 %, 50 %, 70 % et 90 % d'une largeur W de canal annulaire d'une voie d'écoulement dans laquelle est placé le stator,

   sachant que des largeurs de zone sont déterminées en fonction du rapport de la hauteur à la largeur (HSV) sous forme relative, rapportée à une largeur de canal annulaire de la voie d'écoulement (W), conformément à la consigne de calcul suivante : $$\mathrm{WZ}\mathrm{1}\mathrm{/}\mathrm{W}\mathrm{=}\mathrm{WZ}\mathrm{2}\mathrm{/}\mathrm{W}\mathrm{=}\left(\mathrm{0}\mathrm{,}\mathrm{06}\mathrm{\cdot }{\mathrm{HSV}}^{\mathrm{0}\mathrm{,}\mathrm{65}}\right)\mathrm{/}\mathrm{HSV}$$

   

   $$\mathrm{WT}\mathrm{1}\mathrm{/}\mathrm{W}\mathrm{=}\mathrm{WT}\mathrm{2}\mathrm{/}\mathrm{W}\mathrm{=}\left(\mathrm{0}\mathrm{,}30\mathrm{\cdot }{\mathrm{HSV}}^{\mathrm{0}\mathrm{,}80}\right)\mathrm{/}\mathrm{HSV}$$

   

   $$\mathrm{WZ}\mathrm{0}\mathrm{/}\mathrm{W}\mathrm{=}\mathrm{1}\mathrm{-}\mathrm{WZ}\mathrm{1}\mathrm{/}\mathrm{W}\mathrm{-}\mathrm{WT}\mathrm{1}\mathrm{/}\mathrm{W}\mathrm{-}\mathrm{WZT}\mathrm{2}\mathrm{/}\mathrm{W}\mathrm{-}\mathrm{WZ}\mathrm{2}\mathrm{/}\mathrm{W}\mathrm{,}$$

   

   
   dans laquelle:

   - W est la largeur du canal annulaire de la voie d'écoulement,

   - WZ1 est la largeur partielle de canal dans une zone Z1,

   - WZ2 est la largeur partielle de canal dans une zone Z2,

   - WZ0 est la largeur partielle de canal dans une zone centrale Z0,

   - WT1 est la largeur partielle de canal dans une zone transitoire entre la zone Z1 et la zone Z0, et

   - WT2 est la largeur partielle de canal dans une zone transitoire entre la zone Z0 et Z2.
2. Stator selon la revendication n° 1, caractérisé en ce que dans une représentation du tracé de la ligne moyenne sous la forme α* comme fonction de s*, la ligne moyenne de profil dans une zone du stator située dans la zone centrale d'aube (Z0) est formée au-dessus d'une ligne limite qui est obtenue conformément à l'équation suivante : $$\begin{array}{ll}\mathrm{\alpha }\mathrm{*}\mathrm{=}& -\mathrm{3}\mathrm{,}8512520965{\left(\mathrm{s}\mathrm{*}\right)}^{\mathrm{6}}\mathrm{+}14\mathrm{,}6764714420{\left(\mathrm{s}\mathrm{*}\right)}^{\mathrm{5}}\\ & \mathrm{-}21\mathrm{,}6808727924{\left(\mathrm{s}\mathrm{*}\right)}^{\mathrm{4}}\mathrm{+}16\mathrm{,}3850592743{\left(\mathrm{s}\mathrm{*}\right)}^{\mathrm{3}}\\ & \mathrm{-}6\mathrm{,}9703863077{\left(\mathrm{s}\mathrm{*}\right)}^{\mathrm{2}}\mathrm{+}2\mathrm{,}4431236235\left(\mathrm{s}\mathrm{*}\right)\\ & -\mathrm{0}\mathrm{,}0060854622\end{array}$$

   

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