RU2266231C2 - Водометный движитель - Google Patents
Водометный движитель Download PDFInfo
- Publication number
- RU2266231C2 RU2266231C2 RU2004100474/11A RU2004100474A RU2266231C2 RU 2266231 C2 RU2266231 C2 RU 2266231C2 RU 2004100474/11 A RU2004100474/11 A RU 2004100474/11A RU 2004100474 A RU2004100474 A RU 2004100474A RU 2266231 C2 RU2266231 C2 RU 2266231C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- impeller
- blade
- hub
- water
- inlet
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Hydraulic Turbines (AREA)
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
Abstract
Водометный движитель содержит водовод, установленное на гребном валу и заключенное в обечайку рабочее колесо, ступица которого выполнена в виде тела вращения и с меньшим диаметром на входе в рабочее колесо, чем ее диаметр на выходе из него, а лопасти колеса выполнены с криволинейной линией профиля в цилиндрических сечениях. В пределах лопастной системы по длине рабочего колеса диаметры ступицы и водовода на входном и выходном сечениях лопастной системы выбраны из условия где: Fвх. и Fвых. - площади гидравлического сечения проточной части, ограниченные ступицей и стенками водовода, на входе в лопастную систему и, соответственно, на выходе из нее; αвх.кас. и αвых.кас. - углы наклона к плоскости диска рабочего колеса касательных к средней линии профиля цилиндрического сечения лопасти, проведенных через входящую и, соответственно, через выходящую кромки лопасти. Такое выполнение движителя исключает резкое снижение тяги при развитии кавитации на лопастях рабочего колеса и обеспечивает стабильность его работы при попадании воздуха в гидравлическое сечение рабочего колеса. 4 ил.
Description
Изобретение относится к области судостроения и касается вопросов создания водометных движителей судов.
Как известно, в настоящее время на судах в качестве движителей используются в основном гребные винты и осевые водометные движители (ВД). Однако при больших скоростях КПД гребных винтов существенно уменьшается. Осевые водометные движители нестабильно работают вблизи поверхности воды, когда неизбежное попадание некоторого количества воздуха в гидравлическое сечение рабочего колеса приводит к резкому падению, вплоть до нулевого значения, пропульсивных характеристик водомета, а также к возникновению вибрации и шумов.
Снижение гидродинамических характеристик ВД от попадания воздуха обусловлено образованием воздушных каверн на засасывающих поверхностях лопастей, приводящих к повышению на них давления. При этом давление на нагнетающих поверхностях лопастей практически не изменяется. В совокупности это приводит к падению тяги ВД. Лопастная система рабочих колес ВД, как правило, имеет межлопастную диффузорность, обусловленную значительными окружными скоростями (ω·r) за диффузорной лопастной системой.
Известно, что при диффузорном течении имеется тенденция отрыва потока от стенок канала, причем возникновение кавитации и попадание воздуха инициирует начало такого отрыва. При недиффузорных течениях вероятность отрыва потока существенно меньше. Поэтому гидродинамические характеристики рабочего колеса ВД с недиффузорной лопастной системой менее чувствительны к возникновению на лопастях кавитационных каверн и более стабильны при попадании воздуха в лопастную систему. Для снижения диффузорности лопастных каналов необходимо увеличивать аксиальную (осевую) скорость потока Vs. Это может быть достигнуто путем увеличения диаметра ступицы рабочего колеса или сужением внутреннего контура водовода.
Известен водометный движитель по патенту РФ N2102278, В 63 Н 11/08, который содержит рабочее колесо, заключенное в цилиндрическую обечайку-водовод. Ступица рабочего колеса водометного движителя имеет форму тела вращения двойной кривизны. Ее диаметр на входе потока составляет 0,20-0,25 диаметра рабочего колеса, а на выходе - 0,68-0,72 - прототип. В известном решении уменьшение диффузорности потока в области рабочего колеса достигается за счет некоторого расширения диаметра ступицы рабочего колеса.
К недостаткам указанного технического решения можно отнести то обстоятельство, что в нем уменьшение площади сечения проточной части производится в пределах всей длины ступицы рабочего колеса и, следовательно, ускорение потока осуществляется также по всей длине ступицы, а не только в пределах лопастной системы. Вследствие чего не полностью используется аксиальное ускорение потока для снижения диффузорности течения. Кроме этого, предлагаемые размеры диаметра ступицы на входе и на выходе потока не учитывают геометрические элементы профилей сечений лопастей и поэтому не обеспечивают в полной мере улучшение кавитационных качеств и стабильность работы движителя при попадании в него воздуха.
Задачей заявляемого изобретения является достижение технического результата, заключающегося в исключении резкого снижения тяги при развитии кавитации на лопастях рабочего колеса на режиме разгона и обеспечении стабильности работы водометного движителя при попадании воздуха в гидравлическое сечение рабочего колеса на эксплуатационном режиме.
Решение поставленной задачи достигается обеспечением снижения или исключения диффузорности потока в пределах лопастной системы рабочего колеса движителя.
Для этого в известном водометном движителе, содержащем водовод, установленное на гребном валу и заключенное в обечайку рабочее колесо, ступица которого выполнена в виде тела вращения и с меньшим диаметром на входе в рабочее колесо, чем ее диаметр на выходе из него, а лопасти колеса выполнены с криволинейной линией профиля в цилиндрических сечениях, в пределах лопастной системы ступица рабочего колеса или обечайка имеют непостоянный диаметр поперечного сечения. При этом площадь поперечного сечения Fвх водометного движителя, ограниченная ступицей и внутренними стенками обечайки на входе в лопастную систему рабочего колеса, умноженная на синус угла αвх.кас. наклона к плоскости диска рабочего колеса касательной, проведенной через входящую кромку профиля к средней линии серединного цилиндрического сечения лопасти, составляет не мене 0,7 значения произведения соответствующей площади Fвых на выходе из лопастной системы, умноженной на синус угла αвых.кас. наклона к плоскости диска рабочего колеса касательной, проведенной через выходящую кромку профиля к средней линии серединного цилиндрического сечения лопасти. Очевидно, что при недиффузорном течении в межлопастном пространстве рабочего колеса относительная скорость потока перед входом в лопастную систему должна быть равна или меньше скорости потока в межлопастном пространстве и на выходе из него. В предлагаемом изобретении это достигается благодаря уменьшению в пределах лопастной системы площади сечения движителя, ограниченной ступицей и стенками обечайки, путем увеличения диаметра ступицы вниз по потоку и сужением внутреннего контура водовода. Это возможно в пределах лопастной системы вниз по потоку либо увеличением диаметра ступицы, либо уменьшением внутреннего диаметра водовода, либо одновременно тем и другим способом, что приводит к увеличению аксиальной скорости на величину Va. При этом только при соотношении произведений величин Fвх*Sinαвх.кас. и Fвых*Sinαвых.кас., равном не менее 0,7, обеспечивается недиффузорное течение в межлопастном пространстве рабочего колеса.
Сущность изобретения поясняется чертежом, где на фиг.1 показан осевой разрез предлагаемого водометного движителя, на фиг.2 изображена решетка профиля цилиндрического сечения лопастей рабочего колеса и на фиг.3, 4 - диаграммы скоростей потока на входе и на выходе из лопастной системы рабочего колеса для традиционной (фиг.3) и предлагаемой конструкции (фиг.4). Рабочее колесо 1 (фиг.1) состоит из ступицы 2 и прикрепленных к ней лопастей 3, установлено на гребном валу 4 внутри обечайки 5. На фиг.2 углы αвых.кас. и αвх.кас. являются углами наклона касательных 6 и 7 к средней линии 8 профиля серединного цилиндрического сечения лопасти 3 на ее выходящей 9 и входящей 10 кромках.
Устройство работает следующим образом. При прохождении потоком лопастной системы в случае цилиндрической формы ступицы и водовода за счет действия лопастей возникает вызванная окружная скорость Vt и поэтому относительная скорость потока на выходе из лопастной системы оказывается меньше, чем на входе (Vвых<Vвх). Для снижения диффузорности потока в пределах лопастной системы увеличивается аксиальная скорость от величины Vs на входе до величины Vs+Va на выходе из лопастной системы, что приводит к уменьшению разницы между Vвх и Vвых или их равенству. Величина вызванной окружной (тангенциальной) скорости Vt определяется кривизной средней линии профиля сечения лопасти. Эффективная ширина межлопастного канала на входе и на выходе определяется углом наклона касательной к средней линии профиля и пропорциональна Sinαвх.кас. и Sinαвых.кас.. Поэтому условием отсутствия диффузорности течения является соотношение:
Fвх*Sinαвх.кас.≥Fвых*Sinαвых.кас., где Fвх и Fвых - площади между ступицей и стенкой водовода на входе и на выходе из лопастной системы соответственно.. Поскольку отклонение потока в лопастях происходит на меньший угол, чем αвых.кас., в приведенную выше зависимость введен коэффициент 0,7, и условие отсутствия диффузорности примет следующий вид: Fвх*Sinαвх.кас.≥Fвых*Sinαвых.кас.
Предлагаемая конструкция водометного движителя с недиффузорным течением потока через лопастную систему рабочего колеса улучшает кавитационные характеристики и обеспечивает стабильную работу движителя при попадании воздуха в гидравлическое сечение рабочего колеса.
Claims (1)
- Водометный движитель, содержащий водовод, установленное на гребном валу и заключенное в обечайку рабочее колесо, ступица которого выполнена в виде тела вращения и с меньшим диаметром на входе в рабочее колесо, чем ее диаметр на выходе из него, а лопасти колеса выполнены с криволинейной линией профиля в цилиндрических сечениях, отличающийся тем, что в пределах лопастной системы по длине рабочего колеса диаметры ступицы и водовода на входном и выходном сечениях лопастной системы выбраны из условиягде Fвх и Fвых - площади гидравлического сечения проточной части, ограниченные ступицей и стенками водовода, на входе в лопастную систему и соответственно на выходе из нее;αвх.кас и αвых.кас - углы наклона к плоскости диска рабочего колеса касательных к средней линии профиля цилиндрического сечения лопасти, проведенных через входящую и соответственно через выходящую кромки лопасти.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2004100474/11A RU2266231C2 (ru) | 2004-01-05 | 2004-01-05 | Водометный движитель |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2004100474/11A RU2266231C2 (ru) | 2004-01-05 | 2004-01-05 | Водометный движитель |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2004100474A RU2004100474A (ru) | 2005-06-10 |
RU2266231C2 true RU2266231C2 (ru) | 2005-12-20 |
Family
ID=35834174
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2004100474/11A RU2266231C2 (ru) | 2004-01-05 | 2004-01-05 | Водометный движитель |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2266231C2 (ru) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2523720C2 (ru) * | 2012-03-12 | 2014-07-20 | Общество с ограниченной ответственностью "НПО "Гидродинамика" | Водометный движитель |
RU2524511C2 (ru) * | 2012-03-12 | 2014-07-27 | Общество с ограниченной ответственностью "НПО "Гидродинамика" | Движитель (винт) |
RU2538748C1 (ru) * | 2013-07-19 | 2015-01-10 | ООО Научно-производственное объединение "Гидродинамика" | Водометный движитель |
RU2540188C2 (ru) * | 2012-04-04 | 2015-02-10 | Общество с ограниченной ответственностью "НПО "Гидродинамика" | Водометный движитель |
-
2004
- 2004-01-05 RU RU2004100474/11A patent/RU2266231C2/ru active
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2523720C2 (ru) * | 2012-03-12 | 2014-07-20 | Общество с ограниченной ответственностью "НПО "Гидродинамика" | Водометный движитель |
RU2524511C2 (ru) * | 2012-03-12 | 2014-07-27 | Общество с ограниченной ответственностью "НПО "Гидродинамика" | Движитель (винт) |
RU2540188C2 (ru) * | 2012-04-04 | 2015-02-10 | Общество с ограниченной ответственностью "НПО "Гидродинамика" | Водометный движитель |
RU2538748C1 (ru) * | 2013-07-19 | 2015-01-10 | ООО Научно-производственное объединение "Гидродинамика" | Водометный движитель |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2004100474A (ru) | 2005-06-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US20030228214A1 (en) | Mixed flow pump | |
US3692425A (en) | Compressor for handling gases at velocities exceeding a sonic value | |
US10597129B1 (en) | Marine ducted propeller mass flux propulsion system | |
WO2013073469A1 (ja) | 遠心式流体機械 | |
KR20210038935A (ko) | 해양 차량용 선외 워터제트를 지닌 추진장치 | |
JP2010001851A (ja) | 羽根無しディフューザを備えた遠心圧縮機および羽根無しディフューザ | |
AU2022200524B2 (en) | Marine ducted propeller jet propulsion system | |
US20200017181A1 (en) | Apparatus for propelling fluid, especially for propulsion of a floating vehicle | |
JPH07117076B2 (ja) | ウオータジェット推進機のためのターボ型ポンプ用羽根車およびこの羽根車を有するターボ型ポンプ | |
RU2266231C2 (ru) | Водометный движитель | |
JP6064003B2 (ja) | 遠心式流体機械 | |
Miyano et al. | Return vane installed in multistage centrifugal pump | |
JPS5818600A (ja) | 送風圧縮機 | |
US9127784B2 (en) | Duct arrangement | |
RU2102278C1 (ru) | Судовой водометный движитель | |
RU213371U1 (ru) | Многолопастный водомётный движитель | |
RU2168443C1 (ru) | Водометный движитель судна | |
KR20200009900A (ko) | 프로펠러 | |
JPS5915696A (ja) | 遠心送風機または遠心圧縮機 | |
RU2540188C2 (ru) | Водометный движитель | |
RU2538748C1 (ru) | Водометный движитель | |
RU2501706C1 (ru) | Движитель (винт) | |
JPS60111095A (ja) | インタ−ナルポンプ | |
JPH11125170A (ja) | 補助羽根車付水車の羽根車形状 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PD4A | Correction of name of patent owner |