RU2015131056A - Повышение энергетической эффективности турбин - Google Patents

Повышение энергетической эффективности турбин Download PDF

Info

Publication number
RU2015131056A
RU2015131056A RU2015131056A RU2015131056A RU2015131056A RU 2015131056 A RU2015131056 A RU 2015131056A RU 2015131056 A RU2015131056 A RU 2015131056A RU 2015131056 A RU2015131056 A RU 2015131056A RU 2015131056 A RU2015131056 A RU 2015131056A
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
fluid
specified
flow
vortex generator
fluid flow
Prior art date
Application number
RU2015131056A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2642203C2 (ru
Inventor
Питер ИРЛЕНД
Энтони ИРЛЕНД
Original Assignee
Питер ИРЛЕНД
Энтони ИРЛЕНД
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 Питер ИРЛЕНД, Энтони ИРЛЕНД filed Critical Питер ИРЛЕНД
Publication of RU2015131056A publication Critical patent/RU2015131056A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2642203C2 publication Critical patent/RU2642203C2/ru

Links

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
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • 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
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64C—AEROPLANES; HELICOPTERS
    • B64C23/00—Influencing air flow over aircraft surfaces, not otherwise provided for
    • B64C23/06—Influencing air flow over aircraft surfaces, not otherwise provided for by generating vortices
    • 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
    • F01D5/145—Means for influencing boundary layers or secondary circulations
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • 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
    • F04D29/684—Combating cavitation, whirls, noise, vibration or the like; Balancing by influencing boundary layers especially adapted for elastic fluid pumps by fluid injection
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00—Details, component parts, or accessories
    • F04D29/26—Rotors specially for elastic fluids
    • F04D29/32—Rotors specially for elastic fluids for axial flow pumps
    • F04D29/38—Blades
    • 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
    • F05D2240/10—Stators
    • F05D2240/12—Fluid guiding means, e.g. vanes
    • F05D2240/121—Fluid guiding means, e.g. vanes related to the leading edge of a stator vane
    • 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
    • F05D2240/10—Stators
    • F05D2240/12—Fluid guiding means, e.g. vanes
    • F05D2240/122—Fluid guiding means, e.g. vanes related to the trailing edge of a stator vane
    • 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
    • F05D2240/20—Rotors
    • 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
    • F05D2240/303—Characteristics of rotor blades, i.e. of any element transforming dynamic fluid energy to or from rotational energy and being attached to a rotor related to the leading edge of a rotor blade
    • 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
    • F05D2240/20—Rotors
    • 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
    • F05D2240/304—Characteristics of rotor blades, i.e. of any element transforming dynamic fluid energy to or from rotational energy and being attached to a rotor related to the trailing edge of a rotor blade
    • 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
    • F05D2250/00—Geometry
    • F05D2250/10—Two-dimensional
    • F05D2250/18—Two-dimensional patterned
    • F05D2250/183—Two-dimensional patterned zigzag
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15D—FLUID DYNAMICS, i.e. METHODS OR MEANS FOR INFLUENCING THE FLOW OF GASES OR LIQUIDS
    • F15D1/00—Influencing flow of fluids
    • F15D1/02—Influencing flow of fluids in pipes or conduits
    • F15D1/06—Influencing flow of fluids in pipes or conduits by influencing the boundary layer
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23R—GENERATING COMBUSTION PRODUCTS OF HIGH PRESSURE OR HIGH VELOCITY, e.g. GAS-TURBINE COMBUSTION CHAMBERS
    • F23R3/00—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel
    • F23R3/02—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel characterised by the air-flow or gas-flow configuration
    • F23R3/04—Air inlet arrangements
    • F23R3/10—Air inlet arrangements for primary air
    • F23R3/12—Air inlet arrangements for primary air inducing a vortex
    • F23R3/14—Air inlet arrangements for primary air inducing a vortex by using swirl vanes
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T50/00—Aeronautics or air transport
    • Y02T50/10—Drag reduction
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T50/00—Aeronautics or air transport
    • Y02T50/60—Efficient propulsion technologies, e.g. for aircraft

Claims (41)

1. Способ, применяемый для обрабатывающего устройства для аэро/гидродинамической обработки потока ньютоновской текучей среды для улучшения эксплуатационной энергетической эффективности и/или расширения проектного диапазона регулирования потока текучей среды, содержащего:
(i) средства источника входной текучей среды для обеспечения источника указанного потока ньютоновской текучей среды и передающие часть указанной входной текучей среды из источника к
(ii) изменяющей поток текучей среды поверхности, используемой указанным обрабатывающим устройством для аэро/гидродинамической обработки потока ньютоновской текучей среды посредством по меньшей мере одного конформного вихрегенератора, который обрабатывает часть указанного потока ньютоновской текучей среды путем использования отклоняющего поток ступенчатого снижения, которое сворачивает часть самого нижнего пограничного слоя массы приходящего указанного потока ньютоновской текучей среды с последующей передачей указанной обработанной части к
(iii) выходному сопрягающему устройству для текучей среды в форме ограниченного и свободнотекущего образованного ступенью вихря, который переходит в энергетическую замыкающую потоковую образованную кончиком вихревую струю, тесно связанную с выходной поверхностью и/или передающую повышенную энергию пограничному слою за счет эффекта его утоньшения и/или реламинаризации на указанной выходной поверхности ниже по ходу потока указанного отклоняющего поток снижения рядом с указанной потоковой струей образованного кончиком вихря,
причем применение указанного конформного вихрегенератора обеспечивает уменьшение потерь энергии в потоке ньютоновской текучей среды путем сокращения срывов потока ниже по ходу потока и/или путем утоньшения пограничного слоя ниже по ходу потока и, таким образом, обеспечивает расширение указанного диапазона регулирования потока текучей среды, повышенную эксплуатационную энергетическую эффективность и/или проектную эксплуатационную функциональность.
2. Способ по п. 1, согласно которому указанный конформный вихрегенератор представляет собой интегральный конформный вихрегенератор, который целиком встроен в состоящую из того же самого материала и изготовлен целиком внутри указанной изменяющей поток текучей среды поверхности, которая затем обеспечивает конструкцию с новой эксплуатационной функциональностью.
3. Способ по п. 2, согласно которому указанный интегральный конформный вихрегенератор сконфигурирован во время процесса конструирования и/или испытания для достижения усовершенствованных характеристик.
4. Способ по п. 1, согласно которому указанная изменяющая поток текучей среды поверхность является элементом группы, содержащей канализирующее средство для потока текучей среды, обходной вентилятор, компрессор, насос, камеру сгорания, аэродинамическую поверхность ротора, аэродинамическую поверхность статора, воздушный винт или турбину, и использует по меньшей мере один указанный конформный вихрегенератор на указанной изменяющей поток текучей среды поверхности для повышения энергетической эффективности с одновременным сокращением аэродинамического сопротивления потока текучей среды и/или расширением эксплуатационной функциональности.
5. Способ по п. 4, согласно которому указанный элемент изменяющих поток текучей среды поверхностей дополнительно содержит наклонный инжекционный канал для струйного введения текучей среды, соединенного камерой повышенного давления с источником текучей среды соответствующего давления, для введения потока текучей среды и добавления дополнительного импульса в пограничный слой ниже по ходу потока указанного конформного вихрегенератора, который выполнен таким образом, что не проходит в приходящие невозмущенные потоки и не генерирует дополнительные потери потока или энергии из-за ущемления потока.
6. Способ по п. 5, согласно которому указанный наклонный инжекционный канал для струйного введения текучей среды выполнен с возможностью обеспечения сопротивления закупорке мусором, и дополнительно могут быть использованы дополнительные каналы для инжекции текучей среды, сгруппированные для резервирования.
7. Способ по п. 6, согласно которому указанный наклонный инжекционный канал для струйного введения текучей среды питает полость для инжекции потока текучей среды, выполненную с возможностью введения импульса потока текучей среды в нижние пограничные слои путем извлечения преимущества из скорости и/или градиентов давления, индуцированных ниже по ходу потока указанного конформного вихрегенератора.
8. Способ по п. 6, согласно которому указанный наклонный инжекционный канал для струйного введения текучей среды выпускает текучую среду в полость для инжекции потока текучей среды, выполненную с возможностью увеличения производительности распространения текучей среды.
9. Способ по п. 6, согласно которому указанный наклонный инжекционный канал для струйного введения текучей среды добавляет охлажденную текучую среду в пограничный слой, который охлаждает поверхность ниже по ходу потока указанного конформного вихрегенератора.
10. Способ по п. 4, согласно которому в указанном элементе изменяющих поток текучей среды поверхностей дополнительно использован паз расширения после ступени и/или ступенчатая срезающая направляющая, расположенные ниже по ходу потока указанного конформного вихрегенератора, для направления распространения массы текучей среды невозмущенных протекающих вихревых струй для предотвращения лишнего выталкивания в наружном направлении и, таким образом, повышения эффективности указанного конформного вихрегенератора.
11. Способ по п. 4, согласно которому в указанном элементе изменяющих поток текучей среды поверхностей используется ближайший к передней кромке первый указанный конформный вихрегенератор, который генерирует в области кончика невозмущенные протекающие вихревые струи, сильно связанные с поверхностью, и/или подавляет индуцирующее потери утолщение пограничного слоя в области ниже по ходу потока, и дополнительно используется расположенный на поверхности ниже по ходу потока второй конформный вихрегенератор, ближайший к задней кромке, для дополнительного изменения приповерхностной завихренности и/или повышения энергетической эффективности.
12. Способ по п. 5, согласно которому указанный источник текучей среды под соответствующим давлением, соединенный камерой повышенного давления с указанным наклонным инжекционным каналом для струйного введения текучей среды, выполнен таким образом, что указанное соответствующее давление изменяется в соответствии со скоростью потока текучей среды вдоль указанной изменяющей поток текучей среды поверхности для обеспечения возможности максимального добавления скорости потока струи текучей среды и импульса без риска струйного отслаивания.
13. Способ по п. 4, согласно которому в указанный элемент изменяющих поток текучей среды поверхностей добавляют конформный вихрегенератор, который генерирует в области кончика невозмущенные протекающие вихревые струи, сильно связанные с поверхностью, и/или подавляет индуцирующее потери утолщение пограничного слоя в области ниже по ходу потока на поверхности, и который применен перед зазором между поверхностями потока текучей среды с относительными перемещениями, который препятствует протеканию потоков текучей среды через указанный зазор и снижения потерь энергии и/или потерь потока текучей среды сквозь зазор.
14. Способ по п. 4, согласно которому в указанном элементе изменяющих поток текучей среды поверхностей используют указанный конформный вихрегенератор, который выполнен таким образом, что мусор, захваченный указанными потоками текучей среды с достаточной энергией для нанесения механического повреждения, имеет тенденцию к свободному подъему от следующей поверхности для минимизации ниже по ходу потока ударов и/или эрозионного повреждения.
15. Способ по п. 2, согласно которому указанный встроенный конформный вихрегенератор выполнен в форме имеющей частично ступенчатую высоту матрицы встроенного конформного вихрегенератора для обеспечения регистрационных отметок и эталонного совмещения для дополнительного крепления обеспечивающего более тонкое согласование и/или облегченного компонента абляционного конформного вихрегенератора, который затем конфигурирует результирующий комбинированный конформный вихрегенератор с увеличенной высотой ступени и/или конструкцию с защитой из указанного обеспечивающего более тонкое согласование и/или облегченного компонента абляционного конформного вихрегенератора.
16. Способ по п. 7, согласно которому в указанной полости для инжекции потока текучей среды, соединенной с указанным наклонным инжекционный каналом для струйного введения текучей среды соединенного с помощью указанной камеры повышенного давления с указанным источником текучей среды соответствующего давления, используется всасывание для вытягивания потока текучей среды из указанный нижних пограничных слоев для улучшения потока текучей среды ниже по ходу потока и извлечения преимуществ из скорости и/или градиентов давления, индуцированных ниже по ходу потока указанного конформного вихрегенератора.
17. Способ по п. 16, примененный к поверхности корпуса, обтекаемого потоком текучей среды, как к первой полости для инжекции потока текучей среды, наклонному инжекционному каналу для струйного введения текучей среды и камере повышенного давления, в которой используется всасывание, выполненной с возможностью связывания потока текучей среды камеры повышенного давления со вторым наклонным инжекционным каналом для струйного введения текучей среды и полости для инжекции потока текучей среды, расположенной в области пониженного локального давления указанной аэродинамической поверхности корпуса, в результате чего текучая среда, извлеченная из указанной первой полости для инжекции, вводится как текучая среда под относительно высоким давлением через указанную вторую полость для инжекции для улучшения потока текучей среды указанной второй полости ниже по ходу потока и извлечения преимущества из скорости и/или градиентов давления, индуцированных ниже по ходу потока второго конформного вихрегенератора и улучшения характеристики обтекающего корпус потока текучей среды и повышения энергетической эффективности.
18. Способ по п. 4, согласно которому указанный расположенный в камере сгорания элемент изменяющих поток текучей среды поверхностей содержит указанный интегрированный конформный вихрегенератор, который генерирует в области кончика невозмущенные протекающие вихревые струи, сильно связанные с поверхностью, и/или подавляет индуцирующее потери утолщение пограничного слоя в области ниже по ходу потока на поверхности, и который дополнительно выполнен с возможностью комбинирования встроенных входных направляющих поток поверхностей статора турбины с пониженными потерями энергии для достижения повышенной эффективности камеры сгорания и/или создания более компактной конструкции камеры сгорания.
19. Способ по п. 4, согласно которому указанное обрабатывающее устройство для аэро/гидродинамической обработки потока ньютоновской текучей среды представляет собой газотурбинный двигатель, в котором используются по меньшей мере средства для канализации потока текучей среды, компрессор, камера сгорания и турбина, причем по меньшей мере одна включенная изменяющая поток текучей среды поверхность содержит конформный вихрегенератор для повышения энергетической эффективности путем сокращения аэродинамического сопротивления потока текучей среды и/или расширения эксплуатационной функциональности.
20. Способ по п. 4, согласно которому указанный расположенный в камере сгорания элемент указанных изменяющих поток текучей среды поверхностей содержит указанный конформный вихрегенератор, выполненный на поверхности камеры сгорания, который генерирует в области кончика невозмущенные протекающие вихревые струи, сильно связанные с указанной поверхностью камеры сгорания, и/или подавляет индуцирующее потери утолщение пограничного слоя в области ниже по ходу потока на поверхности камеры сгорания, с добавлением выходного сопла в качестве средства для доставки выходной текучей среды для формирования выхлопного потока текучей среды из сопла, который генерирует тягу.
21. Способ по п. 20, согласно которому указанное выходное сопло, формирующее указанный выхлопной поток текучей среды содержит дополнительный конформный вихрегенератор, выполненный на поверхности сопла, который генерирует в области кончика невозмущенные протекающие вихревые струи, сильно связанные с указанной поверхностью сопла, и/или подавляет индуцирующее потери утолщение пограничного слоя в области ниже по ходу потока на поверхности сопла, в результате чего уменьшаются аэродинамическое сопротивление потоку текучей среды в выходном сопле и/или потери энергии, и/или расширяется эксплуатационная функциональность сопла.
22. Способ по п. 21, согласно которому наклонный инжекционный канал для струйного введения текучей среды добавляет в пограничный слой поток охлажденной текучей среды, который действует для охлаждения поверхности ниже по ходу потока и извлекает преимущества из скорости и/или градиентов давления, индуцированных ниже по ходу потока указанного конформного вихрегенератора, использованного в указанной поверхности сопла.
23. Способ по п. 2, согласно которому указанный конформный вихрегенератор сконфигурирован при проектировании указанных изменяющих поток текучей среды поверхностей, для достижения указанной новой эксплуатационной функциональности, которая включает увеличенный диапазон углов атаки свободного отделения и/или увеличенный угол поворота лопатки, и/или уменьшенное количество ступеней.
24. Способ по п. 1, согласно которому в указанном обрабатывающем устройстве для аэро/гидродинамической обработки потока ньютоновской текучей среды, используется по меньшей мере входные соединительные средства, соединенные по меньшей мере с одним встроенным конформным вихрегенератором, размещенном в воздуховоду или трубопроводе, который затем соединен с выходными средствами для управления аэродинамическим сопротивлением потока текучей среды и потерями энергии.
25. Способ по п. 4, согласно которому расположенные в компрессоре и турбине указанные элементы изменяющих поток текучей среды поверхностей комбинируются для формирования варианта реализации турбокомпрессора.
26. Способ по п. 4, согласно которому указанный элемент средств для канализации потока текучей среды изменяющих поток текучей среды поверхностей выполнен в форме поверхности обтекаемого тела с закрытыми и/или открытыми концами, в результате чего применение указанного конформного вихрегенератора снижает симметричные силы аэродинамического сопротивления указанного обтекаемого тела и/или асимметричные индуцированные рысканием силы при перемещении.
27. Способ по п. 26, согласно которому указанное обтекаемое тело переходит к свободному полету с предварительно заданной кинетической энергией, так что усовершенствованные энергетическая эффективность и/или динамики потока текучей среды обеспечивают увеличенную дальность и/или устойчивость пути.
28. Способ по п. 4, согласно которому указанный элемент изменяющих поток текучей среды поверхностей содержит один или большее количество указанных конформных вихрегенераторов, которые выполнены с изменяющейся и/или неоднородной пространственной геометрической формой вдоль поверхности, для расстраивания и/или предотвращения режимов настроенных колебаний и/или когерентных точек отражения таким образом, чтобы были минимизированы механические резонансные режимы и/или сгибание.
29. Способ по п. 4, согласно которому указанные средства для канализации потока текучей среды представляют собой область с закрытой поверхностью для содержания потока текучей среды, причем указанная область содержит рельефные стенки закрытых геометрических ячеек с поддерживающими стенку радиусами соединения хвостовика, которые больше чем радиусы соединения под прямым углом, для формирования поверхности средств для канализации с оптимизированными прочностью на изгиб и коэффициентом теплопроводности.
30. Обрабатывающее устройство для аэро/гидродинамической обработки потока ньютоновской текучей среды с улучшенной эксплуатационной энергетической эффективностью и/или расширенным расчетным диапазоном регулирования потока текучей среды, содержащее:
(i) входной источник текучей среды для обеспечения источника указанного потока ньютоновской текучей среды и передающий часть указанной входной текучей среды из источника к
(ii) изменяющей поток текучей среды конструкции, используемой указанным обрабатывающим устройством для аэро/гидродинамической обработки потока ньютоновской текучей среды посредством по меньшей мере одного конформного вихрегенератора, который выполнен с возможностью обработки части указанного потока ньютоновской текучей среды путем использования отклоняющего поток ступенчатого снижения, которое сворачивает часть самого нижнего пограничного слоя массы приходящего указанного потока ньютоновской текучей среды с последующей передачей указанной обработанной части к
(iii) выходному сопрягающему устройству для текучей среды в форме ограниченного и свободнотекущего образованного ступенью вихря, который переходит в энергетическую замыкающую потоковую образованную кончиком вихревую струю, тесно связанную с выходной поверхностью и/или передающую повышенную энергию пограничному слою за счет эффекта его утоньшения и/или реламинаризации на указанной выходной поверхности ниже по ходу потока указанного отклоняющего поток снижения рядом с указанной потоковой струей образованного кончиком вихря,
причем применение указанного конформного вихрегенератора обеспечивает уменьшение потерь энергии в потоке ньютоновской текучей среды путем сокращения срывов потока ниже по ходу потока и/или путем утоньшения пограничного слоя ниже по ходу потока и, таким образом, обеспечивает расширение указанного диапазона регулирования потока текучей среды, повышенную эксплуатационную энергетическую эффективность и/или проектную эксплуатационную функциональность.
31. Устройство по п. 30, согласно которому указанный конформный вихрегенератор представляет собой интегральный конформный вихрегенератор, который целиком встроен в изменяющую поток текучей среды поверхность, состоящую из того же самого материала, и изготовлен за одно целое с указанной изменяющей поток текучей среды поверхностью, которая затем обеспечивает возможность создания конструкции с новой эксплуатационной функциональностью.
32. Устройство по п. 30, согласно которому указанный конформный вихрегенератор выполнен с возможностью генерирования аэрогидродинамических вихревых струй, которые гасят развитие кавитационных пузырьков для минимизации повреждения и/или шума, вызванных кавитацией.
33. Устройство по п. 30, согласно которому указанный конформный вихрегенератор выполнен с возможностью генерирования аэрогидродинамических вихревых струй, которые изменяют распространение акустической волны для подавления генерируемого шума.
RU2015131056A 2013-01-25 2013-01-25 Способ и система аэро/гидродинамического регулирования потока ньютоновской текучей среды в радиальной турбомашине RU2642203C2 (ru)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/IB2013/050676 WO2014114988A1 (en) 2013-01-25 2013-01-25 Energy efficiency improvements for turbomachinery

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2015131056A true RU2015131056A (ru) 2017-02-28
RU2642203C2 RU2642203C2 (ru) 2018-01-24

Family

ID=51226975

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015131056A RU2642203C2 (ru) 2013-01-25 2013-01-25 Способ и система аэро/гидродинамического регулирования потока ньютоновской текучей среды в радиальной турбомашине

Country Status (9)

Country Link
EP (1) EP2948369A4 (ru)
JP (1) JP2016509651A (ru)
CN (1) CN105307931A (ru)
AU (1) AU2013375126A1 (ru)
BR (1) BR112015017808A2 (ru)
CA (1) CA2899238A1 (ru)
NZ (1) NZ710406A (ru)
RU (1) RU2642203C2 (ru)
WO (1) WO2014114988A1 (ru)

Families Citing this family (45)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104462768B (zh) * 2014-11-06 2017-08-01 上海电气电站设备有限公司 一种大型汽轮发电机轴流风扇的效率和功耗确定方法
US10132498B2 (en) 2015-01-20 2018-11-20 United Technologies Corporation Thermal barrier coating of a combustor dilution hole
WO2016164533A1 (en) 2015-04-08 2016-10-13 Horton, Inc. Fan blade surface features
US10507906B2 (en) 2015-04-28 2019-12-17 The Boeing Company Aerodynamic surface assembly defining a fluidic actuation orifice
US10800538B2 (en) * 2015-09-02 2020-10-13 Jetoptera, Inc. Ejector and airfoil configurations
US10450867B2 (en) * 2016-02-12 2019-10-22 General Electric Company Riblets for a flowpath surface of a turbomachine
CN105841191B (zh) * 2016-03-30 2018-07-06 中国科学院工程热物理研究所 一种v型火焰稳定器尾缘结构
CN106226044B (zh) * 2016-07-06 2018-12-14 浙江大学宁波理工学院 一种潮流能捕获桨叶的性能评定方法
US11286787B2 (en) 2016-09-15 2022-03-29 Raytheon Technologies Corporation Gas turbine engine airfoil with showerhead cooling holes near leading edge
CN106564585B (zh) * 2016-10-26 2019-12-10 北京航空航天大学 高性能深失速机翼结构及飞行器
EP3330614B1 (en) * 2016-11-30 2019-10-02 Ansaldo Energia Switzerland AG Vortex generating device
WO2018129721A1 (zh) * 2017-01-13 2018-07-19 深圳市大疆创新科技有限公司 飞行器的螺旋桨、动力套装及无人机
DE112017006296B4 (de) * 2017-01-24 2023-02-02 Hitachi, Ltd. Fluidvorrichtung
JP2020507712A (ja) * 2017-02-17 2020-03-12 エムエイチアイ ヴェスタス オフショア ウィンド エー／エス 風力タービンブレードの前縁部保護
US11701616B2 (en) 2017-09-22 2023-07-18 Dehlsen Associates Of The Pacific Limited Sorbent emitter for direct air capture of carbon dioxide
CN111279554A (zh) * 2017-10-30 2020-06-12 株式会社Ｑｐｓ研究所 反射器、展开天线以及宇宙飞行器
US11053888B2 (en) 2017-11-01 2021-07-06 The Boeing Company Fan cowl with a serrated trailing edge providing attached flow in reverse thrust mode
CN108216617B (zh) * 2017-12-29 2020-04-24 厦门大学 一种抑制直升机桨-涡干扰噪声的方法
CN109236731B (zh) * 2018-10-18 2020-08-28 江苏大学 一种基于耦合仿生优化的耐磨损叶片
CN109726440B (zh) * 2018-12-04 2023-04-18 中国航空工业集团公司西安飞机设计研究所 一种考虑内部流体动态特性的气动弹性分析方法
ES2767024B2 (es) * 2018-12-14 2021-09-17 Univ Sevilla Dispositivo generador de vortices en canales o conductos
CN109649642B (zh) * 2018-12-21 2022-04-12 中国航天空气动力技术研究院 一种抑制剪切流动密度脉动的控制装置
US11645043B2 (en) * 2019-02-11 2023-05-09 Dynatrace Llc Method and system for calculating minwise hash signatures from weighted sets
CN109895983A (zh) * 2019-03-20 2019-06-18 西北工业大学 一种适用于导管螺旋桨的锯齿尾缘降噪结构
FR3103215B1 (fr) * 2019-11-20 2021-10-15 Safran Aircraft Engines Aube de soufflante rotative de turbomachine, soufflante et turbomachine munies de celle-ci
EP3842336B1 (en) * 2019-12-27 2023-06-28 Bombardier Inc. Variable wing leading edge camber
US11686208B2 (en) 2020-02-06 2023-06-27 Rolls-Royce Corporation Abrasive coating for high-temperature mechanical systems
RU2742558C1 (ru) * 2020-05-11 2021-02-08 Общество С Ограниченной Ответственностью "Биопрактика" Устройство для дегазации жидких сред
CN113932249B (zh) * 2020-06-29 2022-10-18 中国航发商用航空发动机有限责任公司 燃烧室和前置扩压器
CN112084725B (zh) * 2020-09-09 2022-06-24 中自环保科技股份有限公司 一种柴油内燃机scr混合器性能的评价办法
CN112555556A (zh) * 2020-10-27 2021-03-26 中国原子能科学研究院 一种倒齿型节流件
CN112253314A (zh) * 2020-11-10 2021-01-22 上海海事大学 基于鲨鱼鳃射流的燃气轮机风扇及压气机叶片减阻结构
RU2753586C1 (ru) * 2020-12-02 2021-08-18 Сергей Николаевич Низов Группа вихрегенераторов и способ установки вихрегенераторов
CN112696710B (zh) * 2020-12-29 2022-11-22 中国航发沈阳发动机研究所 一种带漏斗的火焰筒掺混孔尺寸确定方法及系统
CN113153868B (zh) * 2021-03-17 2022-12-09 太原理工大学 一种增强湍流工业流体稳健性的方法
CN112977713B (zh) * 2021-04-07 2021-12-21 浙江海洋大学 一种用于螺旋桨式船舶的涡流发生器及船舶
CN113190786B (zh) * 2021-05-13 2024-03-15 岳聪 一种大型旋转装备利用多维装配参数的振动预测方法
FR3123380A1 (fr) * 2021-05-28 2022-12-02 Safran Aircraft Engines Bouclier de bord d'attaque amélioré
CA3222957A1 (en) * 2021-06-28 2023-01-05 Bae Systems Plc Duct arrangement and method
EP4112451A1 (en) * 2021-06-28 2023-01-04 BAE SYSTEMS plc Duct arrangement and method
US20230034004A1 (en) * 2021-07-29 2023-02-02 General Electric Company Mixer vanes
CN114738054B (zh) * 2022-05-20 2023-05-02 西北工业大学 一种航空发动机仿生学涡轮叶片设计方法
CN115355369A (zh) * 2022-08-26 2022-11-18 武汉理工大学 一种基于仿生原理的通水管路连接装置及安装方法
CN116658451B (zh) * 2023-08-02 2023-10-03 中国航发四川燃气涡轮研究院 基于尾迹损失的核心机环境下压气机出口总压修正方法
CN117408187B (zh) * 2023-12-14 2024-03-01 中国科学院合肥物质科学研究院 一种控制水力机械空化的导引结构

Family Cites Families (34)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2899150A (en) * 1959-08-11 Bound vortex skin
US2800291A (en) * 1950-10-24 1957-07-23 Stephens Arthur Veryan Solid boundary surface for contact with a relatively moving fluid medium
US3779199A (en) * 1969-09-25 1973-12-18 R Mayer Boundary layer control means
US4852355A (en) * 1980-12-22 1989-08-01 General Electric Company Dispensing arrangement for pressurized air
US4434957A (en) * 1982-03-30 1984-03-06 Rolls-Royce Incorporated Low drag surface
DE3325663C2 (de) * 1983-07-15 1985-08-22 MTU Motoren- und Turbinen-Union München GmbH, 8000 München Axial durchströmtes Schaufelgitter einer mit Gas oder Dampf betriebenen Turbine
DE3342421A1 (de) * 1983-11-24 1985-06-05 Messerschmitt-Bölkow-Blohm GmbH, 8012 Ottobrunn Verfahren zur stabilisierenden beeinflussung abgeloester laminarer grenzschichten
GB8626371D0 (en) * 1986-11-04 1987-03-18 British Aerospace Aerodynamic/hydrodynamic surfaces
US5088665A (en) * 1989-10-31 1992-02-18 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration Serrated trailing edges for improving lift and drag characteristics of lifting surfaces
US4984626A (en) * 1989-11-24 1991-01-15 Carrier Corporation Embossed vortex generator enhanced plate fin
US5598990A (en) * 1994-12-15 1997-02-04 University Of Kansas Center For Research Inc. Supersonic vortex generator
RU2094313C1 (ru) * 1995-04-20 1997-10-27 Виктор Павлович Винокуров Несущая поверхность
US6820430B1 (en) * 1999-07-12 2004-11-23 Bruce A. Tassone Method and apparatus for providing evaporative cooling and power augmentation in gas turbines
GB0001399D0 (en) * 2000-01-22 2000-03-08 Rolls Royce Plc An aerofoil for an axial flow turbomachine
US7048505B2 (en) * 2002-06-21 2006-05-23 Darko Segota Method and system for regulating fluid flow over an airfoil or a hydrofoil
US6629674B1 (en) * 2002-07-24 2003-10-07 General Electric Company Method and apparatus for modulating airfoil lift
DE10237341A1 (de) * 2002-08-14 2004-02-26 Siemens Ag Modell, Berechnung und Anwendung periodisch erzeugter Kantenwirbel im Turbomaschinenbau
DE102005054248A1 (de) * 2005-11-15 2007-05-24 Airbus Deutschland Gmbh Bremsklappe für ein Flugzeug
US7748958B2 (en) * 2006-12-13 2010-07-06 The Boeing Company Vortex generators on rotor blades to delay an onset of large oscillatory pitching moments and increase maximum lift
US8016567B2 (en) * 2007-01-17 2011-09-13 United Technologies Corporation Separation resistant aerodynamic article
JP5474279B2 (ja) * 2007-03-06 2014-04-16 株式会社Ｉｈｉ 冷却タービン翼
US7900871B2 (en) * 2007-07-20 2011-03-08 Textron Innovations, Inc. Wing leading edge having vortex generators
US20100008759A1 (en) * 2008-07-10 2010-01-14 General Electric Company Methods and apparatuses for providing film cooling to turbine components
DE102008033861A1 (de) * 2008-07-19 2010-01-21 Mtu Aero Engines Gmbh Schaufel einer Strömungsmaschine mit Vortex-Generator
US20110006165A1 (en) * 2009-07-10 2011-01-13 Peter Ireland Application of conformal sub boundary layer vortex generators to a foil or aero/ hydrodynamic surface
US8656957B2 (en) * 2009-09-30 2014-02-25 The Board Of Trustees Of The University Of Illinois Vortex generators to control boundary layer interactions
JP2011163123A (ja) * 2010-02-04 2011-08-25 Ihi Corp タービン動翼
US8453445B2 (en) * 2010-04-19 2013-06-04 Honeywell International Inc. Axial turbine with parallel flow compressor
US8434723B2 (en) * 2010-06-01 2013-05-07 Applied University Research, Inc. Low drag asymmetric tetrahedral vortex generators
US8690536B2 (en) * 2010-09-28 2014-04-08 Siemens Energy, Inc. Turbine blade tip with vortex generators
US9435537B2 (en) * 2010-11-30 2016-09-06 General Electric Company System and method for premixer wake and vortex filling for enhanced flame-holding resistance
US8820084B2 (en) * 2011-06-28 2014-09-02 Siemens Aktiengesellschaft Apparatus for controlling a boundary layer in a diffusing flow path of a power generating machine
US8657238B2 (en) * 2011-07-05 2014-02-25 The Boeing Company Retractable vortex generator for reducing stall speed
CN102705264A (zh) * 2012-06-15 2012-10-03 美的集团有限公司 一种轴流风轮

Also Published As

Publication number Publication date
EP2948369A1 (en) 2015-12-02
JP2016509651A (ja) 2016-03-31
BR112015017808A2 (pt) 2017-07-11
NZ710406A (en) 2017-11-24
RU2642203C2 (ru) 2018-01-24
AU2013375126A1 (en) 2015-08-13
CN105307931A (zh) 2016-02-03
CA2899238A1 (en) 2014-07-31
EP2948369A4 (en) 2017-01-18
WO2014114988A1 (en) 2014-07-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2015131056A (ru) Повышение энергетической эффективности турбин
JP5826516B2 (ja) 流体的に生成される渦を用いてタービン伴流の混合を促進するシステム及び方法
CA2703748C (en) Low shock strength inlet
JP6378736B2 (ja) ジェットエンジン排気用圧縮カウル
CN102852668A (zh) 一种轴流风扇/压气机自引气喷气机构
US10544737B2 (en) Method and system for mitigation of cavity resonance
AU2014343563B2 (en) Axial fluid machine and method for power extraction
JP2009215895A (ja) 高バイパス比ターボファンジェットエンジン
JP2010505063A (ja) 航空機のジェットエンジンのナセルと該ナセルを備える航空機
EP3483395B1 (en) Inter-turbine ducts with flow control mechanisms
US9422887B2 (en) Device for reducing the noise emitted by the jet of an aircraft propulsion engine
JP6126095B2 (ja) ノズル構造体およびノズル構造体の製造方法
EP2818637B1 (en) Gas turbine component for releasing a coolant flow into an environment subject to periodic fluctuations in pressure
EP4102041A1 (en) Turbonfan engine and method of operating same
Huihui et al. CFD Simulation of TBCC Inlet Based on Internal WaveRider Concept
JP6180005B2 (ja) ノズル構造体およびノズル構造体の製造方法
CN105927421A (zh) 文丘里喷气发动机
RU2637235C1 (ru) Импульсный плазменный тепловой актуатор эжекторного типа
RU154996U1 (ru) Воздухозаборник сверхзвукового летательного аппарата
EP2606203B1 (en) Transonic gas turbine stage and method
CN106567789B (zh) 一种防激波入喷口过膨胀大推力尾喷管
Wang et al. Influence of Active Flow Control of Synthetic Jet at Suction Surface on the Performance of a Subsonic Axial Compressor Rotor
RU2622345C2 (ru) Способ повышения тяги двухконтурного турбореактивного двигателя
Reddy FLOW CONTROL RESEARCH AT NASA GLENN FOR GAS TURBINE ENGINES
CN116080881A (zh) 含有不凝气的两相冲压水下推进系统

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20190126