RU2187658C1 - Лопаточная решетка турбомашины - Google Patents
Лопаточная решетка турбомашины Download PDFInfo
- Publication number
- RU2187658C1 RU2187658C1 RU2001129347A RU2001129347A RU2187658C1 RU 2187658 C1 RU2187658 C1 RU 2187658C1 RU 2001129347 A RU2001129347 A RU 2001129347A RU 2001129347 A RU2001129347 A RU 2001129347A RU 2187658 C1 RU2187658 C1 RU 2187658C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- profile
- curvature
- flow
- chord
- scapula
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области турбостроения. Лопаточная решетка турбомашины содержит межпрофильные каналы и образующие их лопатки. Профильные сечения межпрофильных каналов в меридиональных сечениях имеют изогнутую среднюю линию, направленную своей передней точкой навстречу потоку рабочей среды и плавно от вершины изогнутости нисходящую к хорде, соединяющей оба конца средней линии, при монотонном уменьшении угла склонения между хордой и касательными к средней линии до нулевого значения при движении от передней точки к вершине изогнутости. Средняя линия профильных сечений расположена по одну сторону относительно хорды и сопряжена с последней в задней точке профиля под острым углом склонения, величина которого на участке от задней точки до вершины изогнутости сначала монотонно возрастает, а затем плавно убывает. Профиль лопатки выполнен симметричным относительно средней линии. Поток рабочей среды в средней области выходного сечения межпрофильного канала выровнен по скорости, так что оказываются одновременно сниженными в сторону нуля значения, по крайней мере, первых двух частных производных δV/δy, δ2V/δy2, где V - скорость потока, y - шаговое направление вдоль названного сечения лопаточной решетки. Поток рабочей среды в средней области выходного сечения межпрофильного канала может быть выровнен по скорости, так что в центральной точке этой области оказываются одновременно равными нулю значения, по крайней мере, первых двух частных производных δV/δy = 0, δ2V/δy2 = 0. Изобретение позволяет уменьшить шаговую градиентность основного потока за лопаточными венцами, тем самым повысить устойчивость обтекания лопаток и кпд турбомашины. 7 з.п. ф-лы, 5 ил.
Description
Изобретение относится к области турбомашин различного вида и назначения - осевых, диагональных или радиальных центростремительных нагнетателей (компрессоров, вентиляторов, насосов) и турбин.
Известна лопаточная решетка, содержащая межпрофильные каналы и образующие их лопатки, профильные сечения которых имеют S-образную форму (см. SU 448176, F 04 D 29/38, 1974).
Известна также лопаточная решетка турбомашины, содержащая межпрофильные каналы и образующие их лопатки, профильные сечения которых на меридиональных поверхностях имеют изогнутую среднюю линию, направленную своей передней точкой навстречу потоку рабочей среды и плавно от вершины изогнутости нисходящую к хорде, соединяющей оба конца средней линии, при монотонном уменьшении угла склонения между хордой и касательными к средней линии до нулевого значения при движении от передней точки к вершине изогнутости (см. SU 1321838 А1, F 01 D 5/12, 1987).
Однако теория и экспериментальные исследования показывают, что поток непосредственно за лопатками, созданными по общепринятым правилам формообразования их профильных сечений, характеризуется явно выраженной шаговой градиентностью скорости и статического давления в области основного течения, что порождает дополнительные потери энергии, снижает устойчивость обтекания лопаток. Таким образом, целесообразно снижать выходную градиентность потока за лопатками.
Задачей настоящего изобретения является снижение выходной градиентности потока за лопатками.
Поставленная задача решается тем, что в лопаточной решетке турбомашины, содержащей межпрофильные каналы и образующие их лопатки, профильные сечения которых в меридиональных сечениях имеют изогнутую среднюю линию, направленную своей передней точкой навстречу потоку рабочей среды и плавно от вершины изогнутости нисходящую к хорде, соединяющей оба конца средней линии, при монотонном уменьшении угла склонения между хордой и касательными к средней линии до нулевого значения при движении от передней точки к вершине изогнутости, согласно изобретению средняя линия профильных сечений расположена по одну сторону относительно хорды и сопряжена с последней в задней точке профиля под острым углом склонения, величина которого на участке от задней точки до вершины изогнутости сначала монотонно возрастает, а затем плавно убывает, а профиль лопатки выполнен симметричным относительно средней линии, при этом поток рабочей среды в средней области выходного сечения межпрофильного канала выровнен по скорости, так что оказываются одновременно сниженными в сторону нуля значения, по крайней мере, первых двух частных производных δV/δy, δ2V/δy2, где V - скорость потока, y - шаговое направление вдоль названного сечения лопаточной решетки.
Поставленная задача решается за счет того, что поток рабочей среды в средней области выходного сечения межпрофильного канала выровнен по скорости, так что в центральной точке этой области оказываются равными нулю значения одновременно, по крайней мере, первых двух частных производных: δV/δy = 0, δ2V/δy2 = 0.
Поставленная задача решается также тем, что профиль лопатки выполнен тонколистовым.
Поставленная задача решается также тем, что профиль лопатки выполнен тонколистовым.
Поставленная задача решается также тем, что вершина изогнутости выполнена в форме площадки, параллельной хорде.
Поставленная задача решается также тем, что профильные сечения лопатки расположены на участках у корня и периферии пера лопатки.
Поставленная задача решается также тем, что профильные сечения лопатки расположены в средней части по высоте пера лопатки.
Поставленная задача решается также тем, что профильные сечения лопатки расположены по всей высоте пера лопатки.
На фиг.1 изображена лопатка турбомашины.
На фиг.2 представлена лопаточная решетка турбомашины.
На фиг.3 показано типичное распределение скорости в ядре потока в сечении на выходе из межпрофильного канала для случаев известных решеток турбомашин.
На фиг.4 показано распределение скорости в ядре потока в сечении на выходе из межпрофильного канала в предлагаемой лопаточной решетке турбомашины.
На фиг.5 показаны экспериментальные графики изменений коэффициента статического давления в рабочей среде в сечении по шагу непосредственно за выходными кромками лопаток на средней по высоте лопатки меридиональной поверхности, где:
- кривая 1 относится к компрессорной лопатке обычной конструкции с C-образными профилями; она показывает, что шаговая градиентность истекающего потока в данном лопаточном аппарате весьма существенная;
- кривая 2 относится к лопатке специального профилирования с видоизмененной средней линией профиля согласно предлагаемому изобретению; она показывает, что шаговая градиентность истекающего потока снижена до своего предельного уровня - нулевого.
- кривая 1 относится к компрессорной лопатке обычной конструкции с C-образными профилями; она показывает, что шаговая градиентность истекающего потока в данном лопаточном аппарате весьма существенная;
- кривая 2 относится к лопатке специального профилирования с видоизмененной средней линией профиля согласно предлагаемому изобретению; она показывает, что шаговая градиентность истекающего потока снижена до своего предельного уровня - нулевого.
Лопаточная решетка турбомашины содержит межпрофильные каналы 1 и образующие их лопатки 2. Профильные сечения лопаток 2 на меридиональных поверхностях имеют изогнутую среднюю линию 3, направленную своей передней точкой навстречу потоку рабочей среды и плавно от вершины 4 изогнутости нисходящую к хорде 5. Хорда 5 соединяет оба конца средней линии 3 при монотонном уменьшении угла склонения между хордой 5 и касательными к средней линии 3 до нулевого значения при движении от передней точки к вершине изогнутости 4. Средняя линия 3 профильных сечений расположена по одну сторону относительно хорды 5 и сопряжена с последней в задней точке профиля под острым углом склонения, величина которого на участке от задней точки до вершины изогнутости сначала монотонно возрастает, а затем плавно убывает. При этом профиль лопатки выполнен симметричным относительно средней линии 3. При этом поток рабочей среды в средней области 6 выходного сечения межпрофильного канала выровнен по скорости, так что оказываются одновременно сниженными в сторону нуля значения, по крайней мере, первых двух частных производных: δV/δy, δ2V/δy2, где V - скорость потока, y - шаговое направление вдоль названного сечения лопаточной решетки. Поток рабочей среды в средней области выходного сечения межпрофильного канала может быть выровнен по скорости, так что в центральной точке этой области 6 оказываются равными нулю значения одновременно, по крайней мере, первых двух частных производных: δV/δy = 0, δ2V/δy2 = 0. Профиль лопатки может быть выполнен тонколистовым. Вершина изогнутости 4 может быть выполнена в форме площадки, параллельной хорде 5. Профильные сечения могут располагаться на участках у корня 7 и периферии 8 пера лопатки. Профильные сечения лопатки могут быть расположены в средней части 2 по высоте лопатки. Профильные сечения лопатки также могут быть расположены по всей высоте пера лопатки 2.
В рабочем процессе поток, натекающий на лопатки венца с вектором скорости V1, претерпевает поворот в межпрофильных каналах 1 лопаточного венца и вытекает с вектором скорости V2 при сниженном вплоть до предельного - нулевого - значения шаговой градиентности его ядра на выходном срезе межпрофильного канала.
Claims (7)
1. Лопаточная решетка турбомашины, содержащая межпрофильные каналы и образующие их лопатки, профильные сечения которых на меридиональных поверхностях имеют изогнутую среднюю линию, направленную своей передней точкой навстречу потоку рабочей среды и плавно от вершины изогнутости нисходящую к хорде, соединяющей оба конца средней линии, при монотонном уменьшении угла склонения между хордой и касательными к средней линии до нулевого значения при движении от передней точки к вершине изогнутости, отличающаяся тем, что средняя линия профильных сечений расположена по одну сторону относительно хорды и сопряжена с последней в задней точке профиля под острым углом склонения, величина которого на участке от задней точки до вершины изогнутости сначала монотонно возрастает, а затем плавно убывает, а профиль лопатки выполнен симметричным относительно средней линии.
2. Лопаточная решетка по п.1, отличающаяся тем, что поток рабочей среды в средней области выходного сечения межпрофильного канала выровнен по скорости, так что в центральной точке этой области оказываются одновременно сниженными в сторону нуля значения, по крайней мере, первых двух частных производных δV/δy, δ2V/δy2, где V - скорость потока, y - шаговое направление вдоль названного выходного сечения лопаточной решетки.
3. Лопаточная решетка по пп.1 и 2, отличающаяся тем, что поток рабочей среды в средней области выходного сечения межпрофильного канала выровнен по скорости, так что в центральной точке этой области оказываются равными нулю одновременно значения, по крайней мере, первых двух частных производных δV/δy = 0, δ2V/δy2 = 0.
4. Лопаточная решетка по пп.1-3, отличающаяся тем, что профиль лопатки выполнен тонколистовым.
4. Лопаточная решетка по пп.1-3, отличающаяся тем, что профиль лопатки выполнен тонколистовым.
5. Лопаточная решетка по пп.1-4, отличающаяся тем, что вершина изогнутости выполнена в форме площадки, параллельной хорде.
6. Лопаточная решетка по пп.1-5, отличающаяся тем, что профильные сечения лопатки расположены на участках у корня и периферии лопатки.
7. Лопаточная решетка по пп.1-5, отличающаяся тем, что профильные сечения лопатки расположены в средней части по высоте лопатки.
8. Лопаточная решетка по пп.1-5, отличающаяся тем, что профильные сечения лопатки расположены по всей высоте лопатки.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2001129347A RU2187658C1 (ru) | 2001-11-01 | 2001-11-01 | Лопаточная решетка турбомашины |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2001129347A RU2187658C1 (ru) | 2001-11-01 | 2001-11-01 | Лопаточная решетка турбомашины |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2187658C1 true RU2187658C1 (ru) | 2002-08-20 |
Family
ID=20254060
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2001129347A RU2187658C1 (ru) | 2001-11-01 | 2001-11-01 | Лопаточная решетка турбомашины |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2187658C1 (ru) |
-
2001
- 2001-11-01 RU RU2001129347A patent/RU2187658C1/ru not_active IP Right Cessation
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2534190C2 (ru) | Компрессорная рабочая лопатка для осевого компрессора | |
EP0997612B1 (en) | A circumferential row of aerofoil members of a turbomachine | |
US6709233B2 (en) | Aerofoil for an axial flow turbomachine | |
EP1046783B1 (en) | Turbine blade units | |
JP5300874B2 (ja) | 非軸対称プラットフォームならびに外輪上の陥没および突起を備えるブレード | |
EP2492440B1 (en) | Turbine nozzle blade and steam turbine equipment using same | |
US20070059177A1 (en) | Axial compressor blading | |
US5292230A (en) | Curvature steam turbine vane airfoil | |
KR102196815B1 (ko) | 베인을 갖는 반경류 또는 혼류 압축기 디퓨저 | |
US9441502B2 (en) | Gas turbine annular diffusor | |
JPH0610604A (ja) | 蒸気タービン、蒸気タービンの動翼列及び蒸気流の膨張方法 | |
JPS5990797A (ja) | 遠心圧縮機及び圧縮方法 | |
EP1081332A1 (en) | Axial flow turbines | |
WO2003033880A1 (fr) | Aube de turbine | |
US11982204B2 (en) | Turbomachine part or assembly of parts | |
US5641268A (en) | Aerofoil members for gas turbine engines | |
CN112943686A (zh) | 一种离心压气机叶轮及其设计方法 | |
JP2003020904A (ja) | 軸流タービン翼および軸流タービン段落 | |
RU2187658C1 (ru) | Лопаточная решетка турбомашины | |
JP2837207B2 (ja) | 軸流ファン用の案内羽根 | |
JPH10331791A (ja) | 軸流圧縮機用翼およびその翼を適用する軸流圧縮機 | |
JPH10318117A (ja) | 流体機械の羽根車 | |
RU2202043C1 (ru) | Лопаточная решетка турбомашины | |
EP3351726B1 (en) | Blade or vane for a compressor and compressor comprising said blade or vane | |
JPH1061405A (ja) | 軸流形ターボ機械の静翼 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PC43 | Official registration of the transfer of the exclusive right without contract for inventions |
Effective date: 20120904 |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20121102 |
|
NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20150610 |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20181102 |