RU170008U1 - Лопаточная решетка осевой турбомашины - Google Patents
Лопаточная решетка осевой турбомашины Download PDFInfo
- Publication number
- RU170008U1 RU170008U1 RU2016125669U RU2016125669U RU170008U1 RU 170008 U1 RU170008 U1 RU 170008U1 RU 2016125669 U RU2016125669 U RU 2016125669U RU 2016125669 U RU2016125669 U RU 2016125669U RU 170008 U1 RU170008 U1 RU 170008U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- grating
- rib
- height
- end surfaces
- ribs
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
- F01D5/00—Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
- F01D5/12—Blades
- F01D5/14—Form or construction
- F01D5/141—Shape, i.e. outer, aerodynamic form
- F01D5/142—Shape, i.e. outer, aerodynamic form of the blades of successive rotor or stator blade-rows
- F01D5/143—Contour of the outer or inner working fluid flow path wall, i.e. shroud or hub contour
Abstract
Полезная модель относится к области энергетического машиностроения, а именно к лопаточным (сопловым или рабочим) решеткам турбомашины, и предназначена для использования в проточной части осевых турбин. В лопаточной решетке осевой турбомашины с ограничивающими концевыми поверхностями на этих ограничивающих концевых поверхностях по средней линии межлопаточных каналов установлены клиновидные ребра, высота которых определяется соотношением,где h - текущая высота ребра по направлению от входа к выходу решетки, L - текущая длина ребра по направлению от входа к выходу решетки, Re - число Рейнольдса, рассчитанное в горле канала решетки, а толщина ребер выбирается в пределах 1,5÷2 мм. Технический результат: уменьшение влияния парных вихрей, снижение потерь.
Description
Полезная модель относится к области энергетического машиностроения, а именно к лопаточным (сопловым или рабочим) решеткам турбомашины, и предназначена для использования в проточной части осевых турбин.
Известна лопаточная решетка турбомашины (Авторское свидетельство SU №299658, МПК F01D 1/04, 1971 г.), содержащая ограничивающие лопатки концевые поверхности, на которых вдоль межлопаточных каналов выполнены профилированные канавки.
Недостатком указанной решетки является появление вихревого течения в проточной части на концах лопаток из-за перетекания рабочей среды с области высокого давления профиля лопатки (с вогнутой части - корытца) на область низкого давления (на выпуклую часть - спинку). Это течение, взаимодействуя с основным потоком, образует в каждом канале кольцевой решетки турбинной ступени два вихревых шнура, получивших название парного вихря.
Известна лопаточная решетка осевой турбомашины (Авторское свидетельство SU №1295838, МПК F01D 5/14, 2006 г.), принятая за прототип, содержащая расположенные между наружной и внутренней обечайками лопатки и размещенные между последними на внутренней стороне наружной и (или) на внешней стороне внутренней обечаек укороченные лопатки со скругленными входными кромками, выполненные с переменной высотой, увеличивающейся от входа к выходу решетки, торец каждой укороченной лопатки скруглен по форме ее входной кромки.
Недостатком указанной решетки является, то, что наличие дополнительных профилированных укороченных лопаток ведет к увеличению потерь на трение не только в пограничном слое течения, но и ядре потока в рабочей решетке, и, как следствие, к росту профильных потерь в решетке. Кроме того, установка указанных лопаток заметно уменьшает площадь сечения канала лопаточной решетки.
Техническим результатом заявляемого технического решения является уменьшение влияния парных вихрей, снижение потерь.
Технический результат достигается тем, что в лопаточной решетке осевой турбомашины с ограничивающими концевыми поверхностями на этих ограничивающих концевых поверхностях по средней линии межлопаточных каналов установлены клиновидные ребра, высота которых определяется соотношением
где h - текущая высота ребра по направлению от входа к выходу решетки, L - текущая длина ребра по направлению от входа к выходу решетки, Re - число Рейнольдса, рассчитанное в горле канала решетки, а толщина ребер выбирается в пределах 1,5÷2 мм.
На фиг. 1 представлен фрагмент лопаточной решетки осевой турбомашины, на фиг. 2 приведены результаты определения коэффициентов потерь по высоте лопаточной решетки.
Лопаточная решетка осевой турбомашины содержит лопатки 1 и ограничивающие их концевые поверхности 2, на ограничивающих концевых поверхностях 2 по средней линии межлопаточных каналов установлены клиновидные ребра 3. Высота ребер 3 определяется соотношением
где h - текущая высота ребра по направлению от входа к выходу решетки, L - текущая длина ребра по направлению от входа к выходу решетки, Re - число Рейнольдса, рассчитанное в горле канала решетки. Толщина ребер выбирается в пределах 1,5÷2 мм. Ребра 3 разделяют межлопаточные каналы по средней линии. Высота ребер 3 изменяется соразмерно толщине пограничного слоя, а использование ребер 3 толщиной в пределах 1,5÷2 мм позволяет сократить поверхность трения для ядра основного потока и в меньшей степени снижает сечение для потока рабочей среды.
При прохождении потока рабочей среды по криволинейному межлопаточному каналу турбинной решетки под действием центробежных сил возникает градиент давления между вогнутой и выпуклой частями лопаток 1; вблизи поверхностей лопаток 1 и ограничивающих концевых поверхностей 2 возникает пограничный слой, где скорость изменяется от скорости ядра потока до нуля. В результате неравенства сил (центробежных и сил давления), действующих на частицы рабочей среды в пограничном слое у ограничивающих концевых поверхностей 2, возникает поперечное движение от области вогнутой части одной лопатки к выпуклой части другой (соседней) лопатки (Щегляев А.В. Паровые турбины. Теория теплового процесса и конструкции турбин: Учеб. для вузов в 2 кн. Кн l.-6-e изд., перераб, доп. и подгот. к печати Б.М. Трояновским. – М.: Энергоатомиздат, 1993. - С. 135-138). Данное вторичное течение встречает сопротивление в виде клиновидного ребра 3, которое ввиду малой толщины не оказывает тормозящего действия на ядро потока. Основное течение взаимодействует по свободному ребру 3 со вторичным течением, увлекая за собой частицы рабочей среды из пограничного слоя. Тем самым нарушается дальнейшее поперечное вторичное течение и возникновение парных вихрей. Ликвидация парных вихрей ведет к снижению потерь в лопаточной решетке.
Проведенные аэродинамические испытания на плоском пакете турбинной решетки, образованной профилями С-9012А (Дейч М.Е., Филиппов Г.А., Лазарев Л.Я. Атлас профилей решеток осевых турбин. - М.: Машиностроение, 1965. - С. 45-46.) с относительной длиной 1/b=2,5 (1 - длина лопатки, b - хорда профиля), показывают, что при использовании заявляемой лопаточной решетки коэффициент потерь снижается на 1%, а траверсирование потока с последующим определением локальных коэффициентов потерь фиг. 2 (кривая а - распределение локальных коэффициентов потерь по высоте решетки для стандартной решетки; кривая b - распределение локальных коэффициентов потерь по высоте решетки для заявляемой решетки), не выявило характерных увеличений потерь, вызванных течениями парных вихрей.
Таким образом, применение заявляемой лопаточной решетки позволяет стабилизировать течение рабочей среды, ликвидировать появление вторичных парных вихрей и снизить уровень потерь в осевых ступенях турбомашины.
Claims (3)
- Лопаточная решетка осевой турбомашины с ограничивающими лопатки концевыми поверхностями, отличающаяся тем, что на ограничивающих концевых поверхностях по средней линии межлопаточных каналов установлены клиновидные ребра, высота которых определяется соотношением
- где h - текущая высота ребра по направлению от входа к выходу решетки, L - текущая длина ребра по направлению от входа к выходу решетки, Re - число Рейнольдса, рассчитанное в горле канала решетки, а толщина ребер выбирается в пределах 1,5÷2 мм.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016125669U RU170008U1 (ru) | 2016-06-27 | 2016-06-27 | Лопаточная решетка осевой турбомашины |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016125669U RU170008U1 (ru) | 2016-06-27 | 2016-06-27 | Лопаточная решетка осевой турбомашины |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU170008U1 true RU170008U1 (ru) | 2017-04-11 |
Family
ID=58641537
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2016125669U RU170008U1 (ru) | 2016-06-27 | 2016-06-27 | Лопаточная решетка осевой турбомашины |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU170008U1 (ru) |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU299658A1 (ru) * | Н. Д. Кузнецов, М. Е. Дейч , А. Г. Клебанов | Лопаточная решетка турбомашины | ||
DE2135286A1 (de) * | 1971-07-15 | 1973-01-25 | Wilhelm Prof Dr Ing Dettmering | Lauf- und leitradgitter fuer turbomaschinen |
SU1469187A1 (ru) * | 1987-04-13 | 1989-03-30 | Ленинградский Кораблестроительный Институт | Сопловой аппарат турбины |
EP0978632A1 (de) * | 1998-08-07 | 2000-02-09 | Asea Brown Boveri AG | Turbomaschine mit Zwischenschaufeln als Strömungsteilelemente |
SU1295838A1 (ru) * | 1985-06-05 | 2006-01-27 | З.Р. Гуревич | Лопаточная решетка осевой турбомашины |
EP1927723A1 (de) * | 2006-11-28 | 2008-06-04 | Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. | Stator-Stufe eines Axialverdichters einer Strömungsmaschine mit Querlamellen zur Wirkungsgradsteigerung |
-
2016
- 2016-06-27 RU RU2016125669U patent/RU170008U1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU299658A1 (ru) * | Н. Д. Кузнецов, М. Е. Дейч , А. Г. Клебанов | Лопаточная решетка турбомашины | ||
DE2135286A1 (de) * | 1971-07-15 | 1973-01-25 | Wilhelm Prof Dr Ing Dettmering | Lauf- und leitradgitter fuer turbomaschinen |
SU1295838A1 (ru) * | 1985-06-05 | 2006-01-27 | З.Р. Гуревич | Лопаточная решетка осевой турбомашины |
SU1469187A1 (ru) * | 1987-04-13 | 1989-03-30 | Ленинградский Кораблестроительный Институт | Сопловой аппарат турбины |
EP0978632A1 (de) * | 1998-08-07 | 2000-02-09 | Asea Brown Boveri AG | Turbomaschine mit Zwischenschaufeln als Strömungsteilelemente |
EP1927723A1 (de) * | 2006-11-28 | 2008-06-04 | Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. | Stator-Stufe eines Axialverdichters einer Strömungsmaschine mit Querlamellen zur Wirkungsgradsteigerung |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Zhang et al. | DDES analysis of the unsteady wake flow and its evolution of a centrifugal pump | |
RU2711204C2 (ru) | Узел спрямления воздушного потока газотурбинного двигателя и газотурбинный двигатель, содержащий такой узел | |
Zoric et al. | Comparative investigation of three highly loaded LP turbine airfoils: Part I—Measured profile and secondary losses at design incidence | |
RU2666933C1 (ru) | Деталь или узел газотурбинного двигателя и соответствующий газотурбинный двигатель | |
RU2011142880A (ru) | Уплотнительное устройство турбоустановки и турбоустановка | |
Bang et al. | Effects of unsteady wakes on heat transfer of blade tip and shroud | |
RU170008U1 (ru) | Лопаточная решетка осевой турбомашины | |
Taremi et al. | Application of endwall contouring to transonic turbine cascades: experimental measurements at design conditions | |
Taghavi-Zenouz et al. | Numerical simulation of unsteady tip clearance flow in an isolated axial compressor rotor blades row | |
Fujisawa et al. | Structure of diffuser stall and unsteady vortices in a centrifugal compressor with vaned diffuser | |
Liu et al. | Low Reynolds number effects on the separation and wake of a compressor blade | |
Tsujita et al. | Influences of incidence angle on 2D-flow and secondary flow structure in ultra-highly loaded turbine cascade | |
RU2353818C1 (ru) | Лопаточный диффузор центробежного компрессора | |
RU2626285C1 (ru) | Лопаточная решетка турбомашины | |
Khalatov et al. | Heat transfer and friction factor in the rib roughened blade leading edge cooling passage | |
Fujisawa et al. | Unsteady behavior of leading edge vortex and diffuser stall inception in a centrifugal compressor with vaned diffuser | |
Zhou et al. | Effects of winglet geometry on the aerodynamic performance of tip leakage flow in a turbine cascade | |
RU101497U1 (ru) | Рабочая лопатка турбины | |
Karstadt et al. | A Physical Model for the Tip Vortex Loss: Experimental Validation and Scaling Method | |
Mayorskiy et al. | Aerodynamic development and investigation of turbine transonic rotor blade cascades | |
RU224739U1 (ru) | Двухъярусная диафрагма паровой турбины | |
Mizuguchi et al. | Reduction Method for the Secondary Flow Loss in Turbine Cascade | |
Siddique et al. | Validation and analysis of numerical results for a two-pass trapezoidal channel with different cooling configurations of trailing edge | |
US11203945B2 (en) | Stator vane of fan or compressor | |
Luo et al. | Numerical study of internal flow fields in steam turbine stages with balance holes |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM9K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20170628 |