RU2219368C1 - Лопасть рабочего колеса радиально-осевой гидротурбины - Google Patents
Лопасть рабочего колеса радиально-осевой гидротурбины Download PDFInfo
- Publication number
- RU2219368C1 RU2219368C1 RU2003103282/06A RU2003103282A RU2219368C1 RU 2219368 C1 RU2219368 C1 RU 2219368C1 RU 2003103282/06 A RU2003103282/06 A RU 2003103282/06A RU 2003103282 A RU2003103282 A RU 2003103282A RU 2219368 C1 RU2219368 C1 RU 2219368C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- plane
- blade
- axis
- xoz
- section
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- 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
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/20—Hydro energy
Landscapes
- Hydraulic Turbines (AREA)
Abstract
Конструкция лопасти рабочего колеса может быть использована при создании радиально-осевых гидротурбин. Лопасть рабочего колеса радиально-осевой гидротурбины, имеющая криволинейную форму, содержит входную и выходную кромки, присоединена торцовыми поверхностями к ободу и ступице, имеет входную кромку, выполненную прямолинейной, параллельной оси вращения рабочего колеса, причем в декартовой системе координат, ось Z которой совпадает с осью вращения рабочего колеса, а ось Х лежит в меридиональной плоскости, содержащей выходную кромку лопасти, координаты средней линии х', у' и толщины d' лопасти в плоскости сечения, пересекающей координатную плоскость XOZ по оси Х и расположенной под углом 68° к плоскости XOZ, определяются соотношениями:
координаты средней линии х', у' и толщины d' лопасти в плоскости сечения, проходящей через точку (0; 0; 0,085 D1), пересекающей координатную плоскость XOZ по прямой, параллельной оси X, и расположенной под углом 62° к плоскости XOZ, определяются соотношениями:
координаты средней линии х', у' и толщины d' лопасти в плоскости сечения, проходящей через точку (0; 0; 0,175 D1), пересекающей координатную плоскость XOZ по прямой, параллельной оси X, и расположенной под углом 55° к плоскости XOZ, определяются соотношениями:
где D1 - номинальный диаметр рабочего колеса,
x', у' - координаты средней линии сечения в координатной плоскости сечения X'OY', причем ось X' параллельна оси Х и проходит через выходную кромку лопасти, ось Y' соответствует линии пересечения координатной плоскости YOZ и плоскости, секущей лопасть. Конструкция лопасти позволяет повысить КПД турбины и улучшить ее кавитационные характеристики. 3 ил.
Description
Изобретение относится к гидромашиностроению и может быть использовано при создании радиально-осевых гидротурбин.
Известна лопасть рабочего колеса гидромашины (патент US 340120) слегка искривленной формы, имеющая входную и выходную кромки, и прикрепленная верхней и нижней торцовыми поверхностями к верхнему и нижнему дискам рабочего колеса. Недостатком указанной конструкции является несоответствие геометрии входного элемента лопасти натекающему потоку, что приводит к обтеканию лопасти с большой неравномерностью скорости жидкости и соответственно с большими потерями энергии. Кроме того, указанная лопасть обладает низкими кавитационными характеристиками, что является следствием неоптимальности течения жидкости между лопастями рабочего колеса.
Наиболее близкой к заявляемому техническому решению является лопасть рабочего колеса по патенту US 147351, имеющая входную и выходную кромки, и прикрепленная верхней и нижней торцовыми поверхностями к криволинейным поверхностям ступицы и обода. Недостатком указанной конструкции является большая неравномерность течения жидкости, выходящей с рабочего колеса, что приводит к значительным потерям энергии в выходном элементе гидромашины и соответственно снижению общей эффективности ее работы.
Техническим результатом заявляемого изобретения является создание формы лопасти рабочего колеса радиально-осевой гидротурбины, согласованной с набегающим потоком жидкости и обеспечивающей равномерное течение жидкости выходящей с рабочего колеса. Улучшение условий обтекания лопасти приводит к повышению КПД и улучшению кавитационных характеристик гидротурбины.
В данном изобретении решается задача улучшения условий обтекания лопасти путем создания ее новой формы, характеризующейся новыми соотношениями параметров.
Технический результат достигается тем, что лопасть рабочего колеса радиально-осевой гидротурбины, имеющая криволинейную форму, содержащая входную и выходную кромки и присоединяемая торцовыми поверхностями к ободу и ступице, имеет входную кромку, выполненную прямолинейной, параллельной оси вращения рабочего колеса, причем в декартовой системе координат, ось Z которой совпадает с осью вращения рабочего колеса, а ось Х лежит в меридиональной плоскости, содержащей выходную кромку лопасти, координаты средней линии х', у' и толщины d' лопасти в плоскости сечения, пересекающей координатную плоскость XOZ по оси Х и расположенной под углом 68° к плоскости XOZ, определяются соотношениями:
x'/D1 = 0,188+0,1433(y'/D1) +1,3206(y'/D1)2;
d'/D1 = 0,0045+0,0626(у'/7D1) + 0,7235(y'/D1)2-2,451(y'/D1)3;
координаты средней линии х', у' и толщины d' лопасти в плоскости сечения, проходящей через точку (0; 0; 0,085D1), пересекающей координатную плоскость XOZ по прямой, параллельной оси X и расположенной под углом 62° к плоскости XOZ, определяются соотношениями:
x'/D1 = 0,243-0,1594(y'/D1) +1,584(y'/D1)2;
d'/D1 = 0,0053+0,0678(y'/D1) +0,5826 (y'/D1)2-2,0013(y'/D1)3;
координаты средней линии х', у' и толщины d' лопасти в плоскости сечения, проходящей через точку (0; 0; 0,175D1), пересекающей координатную плоскость XOZ по прямой, параллельной оси X и расположенной под углом 55° к плоскости XOZ, определяются соотношениями:
x'/D1 = 0,349-0,6003(y'/D1) +1,4409 (y'/D1)2+1,0113(y'/D1)з;
d'/D1 = 0,0071+0,0562 (y'/D1) +0,4965(y'/D1)2-1,5670(y'/D1)з,
где D1 - номинальный диаметр рабочего колеса;
х', у' - координаты средней линии сечения в координатной плоскости сечения X'OY', причем ось X' параллельна оси Х и проходит через выходную кромку лопасти, ось Y' соответствует линии пересечения координатной плоскости YOZ и плоскости, секущей лопасть.
Сущность настоящего изобретения иллюстрируется чертежами, на которых показаны:
на фиг.1 - вид лопасти рабочего колеса в проекции на координатную плоскость YOZ декартовой системы координат, ось Z которой совпадает с осью вращения рабочего колеса, а ось Х лежит в меридиональной плоскости, содержащей выходную кромку лопасти, и положение плоскостей, секущих лопасть; на фиг.2 - вид лопасти в плане, т.е. в проекции на координатную плоскость XOY; на фиг.3 - вид вдоль нормали на плоскость сечения В - В.
Лопасть рабочего колеса радиально - осевой гидротурбины по изобретению имеет криволинейную форму, содержит прямолинейную входную кромку 4 и выходную кромку 5 и присоединяется торцовыми поверхностями 6 и 7 к ободу и ступице. Заявляемые соотношения параметров, характеризующие форму лопасти, получены в результате выполнения большого объема расчетных исследований по отработке соответствия входного элемента лопасти набегающему потоку и созданию формы лопасти, обеспечивающей равномерное течение жидкости за рабочим колесом, которое позволяет свести к минимуму потери энергии в выходном элементе гидротурбины.
Форма лопасти задана набором профилей, соответствующих пересечению тела лопасти наклонными плоскостями, показанными на фиг.1. Профиль каждого сечения в соответствии с фиг. 3 задан координатами х', у' средней линии 8 и диаметрами d' окружностей, вписанных в профиль. Плоскости сечений 1, 2 и 3 (фиг.1) заданы координатами zi (i = 1, 2, 3) точки пересечения плоскости с осью Z и углами α1 между плоскостью и координатной плоскостью XOZ. Координаты средних линий и толщины сечений лопасти задаются следующими соотношениями:
Сечение 1:
где D1 - номинальный диаметр рабочего колеса;
х', у' - координаты средней линии сечения в координатной плоскости сечения X'OY', причем ось X' параллельна оси Х и проходит через выходную кромку лопасти, ось Y' соответствует линии пересечения координатной плоскости YOZ и плоскости, секущей лопасть (фиг.1).
Нами проведены сравнительные исследования проточной части гидротурбины диаметром D1=lм с заявляемой формой лопасти и проточной части гидротурбины близкой быстроходности [1, стр.23] на режиме, соответствующем коэффициенту быстроходности ns=115. В результате применения проточной части с заявляемой формой лопасти КПД гидротурбины повышается с 89% до 92%.
Таким образом, использование данного изобретения приводит к увеличению выработки электроэнергии за счет повышения КПД.
Литература
1. Справочник по гидротурбинам, под ред. Н.Н. Ковалева. Л., Машиностроение, 1984 г.
Claims (1)
- Лопасть рабочего колеса радиально-осевой гидротурбины, имеющая криволинейную форму, содержащая входную и выходную кромки и присоединяемая торцовыми поверхностями к ободу и ступице, отличающаяся тем, что входная кромка выполнена прямолинейной, параллельной оси вращения рабочего колеса, причем в декартовой системе координат, ось Z которой совпадает с осью вращения рабочего колеса, а ось Х лежит в меридиональной плоскости, содержащей выходную кромку лопасти, координаты средней линии х', у' и толщины а' лопасти в плоскости сечения, пересекающей координатную плоскость XOZ по оси Х и расположенной под углом 68° к плоскости XOZ, определяются соотношениямикоординаты средней линии х', у' и толщины а' лопасти в плоскости сечения, проходящей через точку (0; 0; 0,085 D1), пересекающей координатную плоскость XOZ по прямой, параллельной оси X, и расположенной под углом 62° к плоскости XOZ, определяются соотношениямикоординаты средней линии х', у' и толщины d' лопасти в плоскости сечения, проходящей через точку (0; 0; 0,175D1), пересекающей координатную плоскость XOZ по прямой, параллельной оси X, и расположенной под углом 55° к плоскости XOZ, определяются соотношениямигде D1 - номинальный диаметр рабочего колеса;х', у' - координаты средней линии сечения в координатной плоскости сечения X'OY',причем ось X' параллельна оси Х и проходит через выходную кромку лопасти, ось Y' соответствует линии пересечения координатной плоскости YOZ и плоскости, секущей лопасть.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2003103282/06A RU2219368C1 (ru) | 2003-02-04 | 2003-02-04 | Лопасть рабочего колеса радиально-осевой гидротурбины |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2003103282/06A RU2219368C1 (ru) | 2003-02-04 | 2003-02-04 | Лопасть рабочего колеса радиально-осевой гидротурбины |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2219368C1 true RU2219368C1 (ru) | 2003-12-20 |
Family
ID=32067224
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2003103282/06A RU2219368C1 (ru) | 2003-02-04 | 2003-02-04 | Лопасть рабочего колеса радиально-осевой гидротурбины |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2219368C1 (ru) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
MD659Z (ru) * | 2013-04-18 | 2014-02-28 | Технический университет Молдовы | Гидростанция |
CN116050031A (zh) * | 2023-04-03 | 2023-05-02 | 陕西空天信息技术有限公司 | 轴流叶轮叶片设计方法、装置、存储介质及电子设备 |
-
2003
- 2003-02-04 RU RU2003103282/06A patent/RU2219368C1/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
MD659Z (ru) * | 2013-04-18 | 2014-02-28 | Технический университет Молдовы | Гидростанция |
CN116050031A (zh) * | 2023-04-03 | 2023-05-02 | 陕西空天信息技术有限公司 | 轴流叶轮叶片设计方法、装置、存储介质及电子设备 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP2623794B1 (en) | Centrifugal compressor diffuser | |
US10036392B2 (en) | Axial fan for industrial use | |
US10519980B2 (en) | Turbomachine component or collection of components and associated turbomachine | |
KR20100087121A (ko) | 원심 압축기용 에어포일 확산기 | |
JP2001355405A (ja) | ターボ機械用ブレード | |
JP4888436B2 (ja) | 遠心圧縮機とその羽根車およびその運転方法 | |
US8777564B2 (en) | Hybrid flow blade design | |
KR20160141812A (ko) | 큰 피치 실속 저항성 프로펠러 | |
US4137709A (en) | Turbomachinery and method of operation | |
RU2219368C1 (ru) | Лопасть рабочего колеса радиально-осевой гидротурбины | |
KR100286633B1 (ko) | 차량용 토크 컨버터의 스테이터 | |
RU2006117267A (ru) | Лопаточный аппарат рабочего колеса радиально-осевой гидротурбины | |
EP0270723A1 (en) | Impeller for a radial turbomachine | |
CN108005956A (zh) | 一种汽车空调用蜗壳结构 | |
Govardhan et al. | Numerical studies on performance improvement of self-rectifying air turbine for wave energy conversion | |
CN215830796U (zh) | 后向离心风轮、离心风机和空调器 | |
RU2802111C1 (ru) | Рабочее колесо насоса-турбины со сферическими биомиметическими наростами | |
RU2784166C2 (ru) | Лопасть для рабочего колеса вентилятора, рабочее колесо, а также осевой вентилятор, диагональный вентилятор или радиальный вентилятор | |
CN111963478B (zh) | 一种用于离心风机的叶片、离心风机及吸油烟机 | |
Engeda | Design and investigation of four low solidity vaned diffusers to assess the effect of solidity and vane number | |
CN216199217U (zh) | 后向离心风轮、离心风机和空调器 | |
RU99080U1 (ru) | Ускоритель потока | |
RU2615566C1 (ru) | Рабочее колесо центробежного компрессора | |
JPH0299794A (ja) | 渦流形ターボ機械 | |
JPH0527201U (ja) | 軸流タービン |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20120205 |