RU215239U1 - Совмещенный стоечный узел соплового аппарата турбины гтд с модифицированной входной кромкой силового профиля - Google Patents
Совмещенный стоечный узел соплового аппарата турбины гтд с модифицированной входной кромкой силового профиля Download PDFInfo
- Publication number
- RU215239U1 RU215239U1 RU2022120368U RU2022120368U RU215239U1 RU 215239 U1 RU215239 U1 RU 215239U1 RU 2022120368 U RU2022120368 U RU 2022120368U RU 2022120368 U RU2022120368 U RU 2022120368U RU 215239 U1 RU215239 U1 RU 215239U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- combined rack
- turbine
- gte
- leading edge
- nozzle apparatus
- Prior art date
Links
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 3
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000009114 investigational therapy Methods 0.000 description 1
- 238000005461 lubrication Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000005381 potential energy Methods 0.000 description 1
- 238000007665 sagging Methods 0.000 description 1
Images
Abstract
Полезная модель относится к авиадвигателестроению, а также можно использовать в энергетическом машиностроении. Можно использовать в совмещенных стоечных узлах турбины низкого давления двухзальных газотурбинных двигателей (ГТД), а также в совмещенных стоечных узлах турбины среднего давления трехвальных ГТД. Технический результат предполагаемой полезной модели выражается в достижении более высокого уровня КПД турбины, увеличении надежности и ресурса работы турбины. Технический результат достигается тем, что в совмещенном стоечном узле соплового аппарата турбины ГТД с модифицированной входной кромкой силового профиля, содержащем комплект пустотелых лопаток с входной кромкой различного профиля, радиально установленных в верхний и нижний кольцевые корпуса, при этом входная кромка толстых силовых лопаток выполнена вытянутой вверх по потоку в зоне точки ветвления потока на входной кромке лопатки в области пограничного слоя на торцевой поверхности.
Description
Полезная модель относится к авиадвигателестроению, а также можно использовать в энергетическом машиностроении. Можно использовать в совмещенных стоечных узлах турбины низкого давления двухзальных газотурбинных двигателей (ГТД), а также в совмещенных стоечных узлах турбины среднего давления трехвальных ГТД.
Известна конструкция совмещенного стоечного узла соплового аппарата, примененная в двигателе РД600В, которая представлена в издании [Технологическое обеспечение проектирования и производства газотурбинных двигателей. / Леонов Б.Н., Новиков А.С., Богомолов Е.Н., Уваров Л.Б., Антонов Е.А., Жуков А.А.; Под ред. Б.Н. Леонова, А.С. Новикова. - Рыбинск, изд-во «Рыбинский дом печати», 2000, - С. 29].
Данный совмещенный стоечный узел соплового аппарата турбины представляет собой радиально установленный в верхний и нижний кольцевые корпуса набор пустотелых лопаток различного профиля: силовые лопатки имеют более толстый профиль, чем обычные.
Недостаток этой конструкции заключается в большой неравномерности поля параметров (давление, температура, скорость) за совмещенным стоечным узлом соплового аппарата. Неравномерность поля параметров возникает из-за роста габаритов вторичного вихря, образующегося на входной кромке толстых силовых лопаток, что ведет к снижению КПД решетки совмещенного стоечного узла и турбины в целом. Также рост неравномерности поля параметров ведет к повышению амплитуды переменной газодинамической силы, действующей ни рабочую лопатку турбины, что в свою очередь ускоряет появление таких дефектов как трещины или обрыв лопатки.
Известна конструкция, представленная в работе (G.I. Mahmood, S. Acharya. Experimental Investigation of Secondary Flow Structure in a Blade Passag With and Without Leading Edge Fillets\\ Fluids Eng. Mar 2007, 129(3): 253-262) для уменьшения размеров вторичного вихря (а значит, и уровня потерь) в которой входные кромки лопаток соплового аппарата выполнены с наплывами.
Недостатком данной конструкции следует считать отсутствие конструктивных мероприятий для снижения неравномерности потока, вызванной применением лопаток разной толщины в одном лопаточном венце.
Для устранения вышеперечисленных недостатков предлагается совмещенный стоечный узел соплового аппарата с модифицированной входной кромкой толстых силовых лопаток, при этом входная кромка силовой лопатки выполнена вытянутой вверх по потоку в области точки ветвления потока на входной кромке лопатки в области пограничного слоя на торцевой поверхности.
Технический результат предполагаемой полезной модели выражается в достижении более высокого уровня КПД турбины, увеличение надежности и ресурса работы турбины.
Технический результат достигается тем, что в совмещенном стоечном узле соплового аппарата турбины ГТД с модифицированной входной кромкой силового профиля, содержащем комплект пустотелых лопаток с входной кромкой различного профиля, радиально установленных в верхний и нижний кольцевые корпуса, при этом входная кромка толстых силовых лопаток выполнена вытянутой вверх по потоку в зоне точки ветвления потока на входной кромке лопатки в области пограничного слоя на торцевой поверхности.
Устройство поясняется фигурами где:
фиг. 1 - общий вид совмещенного стоечного узла соплового аппарата турбины ГТД с модифицированной входной кромкой силового профиля;
фиг. 2 - модернизация входной кромки силовой лопатки;
фиг. 3 - профили лопаток.
Предлагаемый совмещенный стоечный узел соплового аппарата представляет собой радиально установленный в верхний 1 и нижний 2 кольцевые корпуса комплекта пустотелых лопаток различного профиля: силовые лопатки 3 имеют более толстый профиль, чем сопловые 4, при этом входная кромка 5 толстой силовой лопатки выполнена вытянутой вверх по потоку в области точки ветвления потока на входной кромке лопатки 5 в области пограничного слоя на торцевой поверхности.
Принцип действия совмещенного стоечного узла совмещенного с сопловым аппаратом с модифицированной входной кромкой силовых лопаток заключается в следующем. Поток рабочего тела проходит через совмещенный стоечный узел соплового аппарата, где происходит преобразование потенциальной энергии рабочего тела в кинетическую. Кроме того, поток приобретает закрутку, необходимую для рабочего колеса. При этом толстые силовые лопатки являются элементом силовой схемы двигателя, через который передается усилие от опоры на корпус, а также через внутренние полости силовых лопаток такого соплового аппарата могут проходить маслопроводы для обеспечения смазкой опор турбины. При обтекании как толстых, так и тонких лопаток возникают вторичные вихри, распространение которых в межлопаточных каналах ведет к появлению дополнительных потерь и снижению КПД лопаточного венца.
Как известно из внутренней аэродинамики турбин на размер вторичного вихря в межлопаточном канале соплового аппарата определяющее влияние будет оказывать форма и размеры входной кромки лопатки. Следовательно, для снижения размера входного вихря следует уменьшить толщину входной кромки в области пограничного слоя на толстых силовых лопатках. Конструктивная реализация данного решения может заключаться в выполнении специальных конструктивных мероприятий у втулки и периферии. В случае совмещенного стоечного узла меняется конструкция только входной кромки толстых силовых лопаток. Нужно уменьшить толщину входной кромки в области формирования вторичного вихря. При этом высота изменения конструкции входной кромки должна быть не менее удвоенной толщины входного пограничного слоя.
Применение данной конструкции приводит к уменьшению размера вторичного вихря, образующегося на толстой силовой лопатке, и снижению неравномерности поля параметров за совмещенным стоечным узлом соплового аппарата. Таким образом, можно повысить КПД турбины и обеспечить снижение переменной аэродинамической нагрузки на рабочую лопатку вследствие действия газодинамических сил. Кроме этого применение совмещенного стоечного узла соплового аппарата турбины ГТД с модифицированной входной кромкой силового профиля положительно скажется на надежности турбины и ее ресурсе.
Claims (1)
- Совмещенный стоечный узел соплового аппарата, содержащий комплект пустотелых лопаток с входной кромкой различного профиля, радиально установленных в верхний и нижний кольцевые корпуса, при этом силовые лопатки имеют более толстый профиль, чем сопловые, отличающийся тем, что входная кромка толстых силовых лопаток выполнена вытянутой вверх по потоку в зоне точки ветвления потока на входной кромке лопатки в области пограничного слоя на торцевой поверхности.
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU215239U1 true RU215239U1 (ru) | 2022-12-05 |
Family
ID=
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0965727A2 (en) * | 1998-06-19 | 1999-12-22 | ROLLS-ROYCE plc | A variable camber vane |
RU2471996C2 (ru) * | 2006-12-15 | 2013-01-10 | Дженерал Электрик Компани | Система снижения образования вихрей на торцевой стенке (варианты) и способ работы системы |
JP2013133742A (ja) * | 2011-12-26 | 2013-07-08 | Hitachi Ltd | 圧縮機及びこれに用いる可変静翼 |
RU2683053C1 (ru) * | 2018-05-24 | 2019-03-26 | Публичное акционерное общество "ОДК - Уфимское моторостроительное производственное объединение" (ПАО "ОДК-УМПО") | Сопловый аппарат турбины высокого давления (ТВД) газотурбинного двигателя (варианты), сопловый венец соплового аппарата ТВД и лопатка соплового аппарата ТВД |
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0965727A2 (en) * | 1998-06-19 | 1999-12-22 | ROLLS-ROYCE plc | A variable camber vane |
RU2471996C2 (ru) * | 2006-12-15 | 2013-01-10 | Дженерал Электрик Компани | Система снижения образования вихрей на торцевой стенке (варианты) и способ работы системы |
JP2013133742A (ja) * | 2011-12-26 | 2013-07-08 | Hitachi Ltd | 圧縮機及びこれに用いる可変静翼 |
RU2683053C1 (ru) * | 2018-05-24 | 2019-03-26 | Публичное акционерное общество "ОДК - Уфимское моторостроительное производственное объединение" (ПАО "ОДК-УМПО") | Сопловый аппарат турбины высокого давления (ТВД) газотурбинного двигателя (варианты), сопловый венец соплового аппарата ТВД и лопатка соплового аппарата ТВД |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN104956032B (zh) | 用于燃气涡轮发动机的压缩机叶片 | |
US3289921A (en) | Vaneless diffuser | |
US10378360B2 (en) | Fan root endwall contouring | |
US20160319833A1 (en) | Centrifugal compressor impeller with non-linear leading edge and associated design method | |
EP2586976A2 (en) | Turbine for a turbomachine | |
CN104005796A (zh) | 新型涡轮叶栅端壁的沟槽减损结构和方法 | |
EP2354462A3 (en) | Compressor | |
CN103644140A (zh) | 一种潜水轴流泵导叶设计方法及潜水轴流泵导叶 | |
RU215239U1 (ru) | Совмещенный стоечный узел соплового аппарата турбины гтд с модифицированной входной кромкой силового профиля | |
US9085984B2 (en) | Airfoil | |
CN101131165A (zh) | 非定常尾流耦合发生器 | |
CN201180564Y (zh) | 一种涡轮或汽轮机动叶叶尖小翼 | |
Taghavi-Zenouz et al. | Numerical simulation of unsteady tip clearance flow in an isolated axial compressor rotor blades row | |
CN108119406B (zh) | 轴流压气机周向大间隔小通孔机匣 | |
RU2422670C1 (ru) | Лопаточный аппарат рабочего колеса радиально-осевой гидротурбины | |
CN111810248B (zh) | 一种燃气轮机静叶及其冷却结构 | |
RU2353818C1 (ru) | Лопаточный диффузор центробежного компрессора | |
CN110821851B (zh) | 一种基于锯齿尾缘叶片的多级轴流压气机扩稳结构 | |
JP2018123819A (ja) | 流動体圧縮機械および螺旋旋回流動体の流動回転力を利用した発電機。 | |
RU2009134027A (ru) | Способ охлаждения турбины | |
CN101761511A (zh) | 开槽宽度为抛物线的离心压气机非对称自循环处理机匣 | |
Nishioka et al. | Rotor-tip flow fields near inception point of modal disturbance in an axial-flow fan | |
RU2484264C2 (ru) | Безотрывный переходный канал между турбиной высокого давления и турбиной низкого давления двухконтурного авиационного двигателя | |
Al-Busaidi et al. | Review of efficiency and stable operating range enhancements options of centrifugal compressors | |
Nishioka et al. | Rotating stall inception from spike and rotating instability in a variable-pitch axial-flow fan |