EP3390833B1 - Aube de rotor de compresseur et procede de profilage d'une telle aube - Google Patents

Aube de rotor de compresseur et procede de profilage d'une telle aube Download PDF

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EP3390833B1 EP17700921.4A EP17700921A EP3390833B1 EP 3390833 B1 EP3390833 B1 EP 3390833B1 EP 17700921 A EP17700921 A EP 17700921A EP 3390833 B1 EP3390833 B1 EP 3390833B1
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Claims (14)

  1. Aube de rotor de compresseur pour un compresseur en mode de construction axial, comprenant un profil d'aube, qui a une partie transsonique, et une coupe (21), s'étendant dans la partie transsonique, du profil de l'aube, qui a, sur son extrados (5), une partie (10) concave et une partie (11) convexe, disposée en aval de la partie (10) concave, et qui a, sur son intrados (4), une partie (14) convexe et une partie (13) concave, disposée en aval de la partie (14) convexe,
    caractérisée en ce qu'une courbe (27) de courbure sur l'intrados (4) de la coupe (21) du profil et une courbe (28) de courbure sur l'extrados (5) de la coupe (21) du profil sont continues sur une corde (22) de la coupe (21) du profil,
    en ce que les positions des minimums des courbes (27, 28) de courbure ne diffèrent les unes des autres de pas plus de 10% de la longueur de la corde (22) du profil, tandis que les positions des maximums des courbes (27, 28) de courbure ne diffèrent les unes des autres de pas plus de 10% de la longueur de la corde (22) du profil,
    et en ce que les minimums multipliés par la longueur de la corde (22) du profil vont de -1,2 à -0,5 et les maximums multipliés par la longueur de la corde (22) du profil vont de 1,5 à 4.
  2. Aube de rotor de compresseur suivant la revendication 1, dans laquelle, dans la partie (11) convexe de l'extrados, la courbe (28) de courbure multipliée par la longueur de la corde (22) du profil a un maximum qui va de 2 à 4 et, dans la partie (13) concave de l'intrados, la courbe (27) de courbe multipliée par la longueur de la corde (22) du profil a un maximum qui va de 1,5 à 2,5.
  3. Aube de rotor de compresseur suivant la revendication 1 ou 2, dans laquelle le point de la partie (10) concave de l'extrados ayant la courbure minimum donne, en projection verticale sur la corde (22) de la coupe (21) du profil, sur celle-ci, un point (24) de projection, qui est éloigné du bord (2) avant de la coupe (21) du profil de 40% à 80% de la longueur de la corde (22) du profil.
  4. Aube de rotor de compresseur suivant l'une des revendications 1 à 3,
    dans laquelle l'épaisseur de la coupe du profil perpendiculairement à la corde (22) du profil est plus petite que 2,5% de la longueur de la corde (22) du profil.
  5. Compresseur pour compresser un fluide de travail, comprenant une rangée (15) d'aubes de rotor, qui a les aubes (1) de rotor de compresseur suivant l'une des revendications 1 à 4, dans lequel la rangée (15) d'aubes de rotor est conçue de manière à avoir, dans une condition de fonctionnement nominale du compresseur, une précompression du fluide de travail en amont d'une onde de choc (18), dans laquelle le fluide de travail est ralenti d'une vitesse ultrasonore à une vitesse infrasonore, et en amont d'un canal d'écoulement délimité par deux aubes (1) de rotor de compresseur voisines.
  6. Procédé de profilage d'une aube (1) de rotor de compresseur pour un compresseur pour comprimer un fluide de travail en mode de construction axial, qui a une rangée (15) d'aubes de rotor ayant les aubes (1) de rotor de compresseur,
    dans lequel les aubes (1) de rotor du compresseur ont un profil d'aube ayant une partie transsonique et le procédé comprend les stades :
    - on se procure un modèle géométrique du profil de l'aube, le profil de l'aube ayant une coupe (21), qui s'étend dans la partie transsonique, et la rangée (15) d'aubes de rotor est conçue de manière à établir, dans une condition de fonctionnement nominale du compresseur, une onde de choc (18), dans laquelle le fluide de travail est ralenti d'une vitesse ultrasonore à une vitesse infrasonore ;
    - on fixe des conditions aux limites d'un écoulement autour des aubes (14, 15), qui se produit dans la condition de fonctionnement nominal ;
    - on modifie la coupe (21) du profil, de manière à ce que l'extrados (5) ait une partie (10) concave et une partie (11) convexe, qui est disposée en aval de la partie (10) concave et qui a, à son intrados (4), une partie (14) convexe et partie (13) concave, qui est disposée en aval de la partie (14) convexe, dans lequel une courbe (27) de courbure sur l'intrados (4) de la coupe (21) du profil et une courbe (28) de courbure sur l'extrados (5) de la coupe (21) du profil sont continues sur une corde (22) de la coupe (21) du profil, les positions des minimums des courbes (27, 28) de courbure ne diffèrent les unes des autres de pas plus de 10% de la longueur de la corde (22) du profil, tandis que les positions des maximums des courbes (27, 28) de courbure ne diffèrent les unes des autres de pas plus de 10% de la longueur de la corde (22) du profil, les minimums multipliés par la longueur de la corde (22) du profil vont de -1,2 à -0,5 et les maximums multipliés par la longueur de la corde (22) du profil vont de 1,5 à 4, dans lequel la partie (11) convexe de l'extrados est disposée, au moins en partie, en amont d'une onde de choc (18) qu'a un épaulement s'établissant dans le compresseur dans les conditions aux limites, grâce à quoi l'onde de choc (18) est, rapporté à la longueur de la corde (22) du profil, en aval d'une onde de choc qu'aurait eu l'écoulement qui se serait établi dans le modèle géométrique avant la modification de la coupe du profil et dans la condition du fonctionnement nominal.
  7. Procédé suivant la revendication 6,
    dans lequel la coupe (21) du profil, sur une surface cylindrique dont l'axe coïncide avec l'axe du compresseur, sur une surface conique dont l'axe coïncide avec l'axe du compresseur, sur une surface d'écoulement s'étendant dans la direction du pourtour et dans la direction axiale du compresseur, décrit la une surface que suit un écoulement idéalisé (surface d'écoulement S1) ou se trouve dans un plan tangentiel du compresseur.
  8. Procédé suivant la revendication 6 ou 7,
    dans lequel, lors de la modification de la coupe (21) du profil, on déplace la ligne (23) de squelette, en ne déplaçant notamment que la ligne (23) de squelette.
  9. Procédé suivant l'une des revendications 6 à 8,
    dans lequel le modèle géométrique est, avant la modification de la coupe (21) du profil, exclusivement concave sur son intrados (4) et/ou exclusivement convexe sur son extrados (5).
  10. Procédé suivant l'une des revendications 6 à 9,
    dans lequel on modifie la coupe (21) du profil, de manière à ce que, dans la partie (11) convexe de l'extrados, la courbe de la courbure ait un maximum plus grand que le maximum de la courbe de la courbure dans la partie correspondante de l'aube de rotor de compresseur habituel.
  11. Procédé suivant l'une des revendications 6 à 10,
    dans lequel on modifie la coupe du profil, de manière à ce que, dans la partie (11) convexe de l'extrados, la courbe de la courbure multipliée par la longueur de la corde (22) du profil ait un maximum, qui est de 2 à 4, et, dans la partie (13) concave de l'intrados, la courbe de la courbure multipliée par la longueur de la corde (22) du profil ait un maximum, qui va de 1, 5 à 2,5.
  12. Procédé suivant l'une des revendications 6 à 11,
    dans lequel on modifie la coupe (21) du profil, de manière à ce que le point de la partie (10) concave de l'extrados ayant la courbure minimum donne, en projection verticale sur la corde (22) de la coupe (21) du profil, sur celle-ci, un point (24) de projection, qui est éloigné du bord (2) avant de la coupe (21) du profil de 40% à 80% de la longueur de la corde (22) du profil.
  13. Procédé suivant l'une des revendications 6 à 12,
    dans lequel la rangée (15) d'aubes de rotor est conçue de manière à avoir, dans des conditions de fonctionnement nominal, un nombre de Mach isentrope maximum de 1,4, notamment de 1,3 au maximum.
  14. Procédé suivant l'une des revendications 6 à 13,
    dans lequel la coupe du profil est conçue de manière à ce que l'épaisseur de la coupe du profil perpendiculairement à la corde (22) du profil représente moins que 2,5% de la longueur de la corde (22) du profil.
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