RU2407922C1 - Blade of cooling stack fan - Google Patents
Blade of cooling stack fan Download PDFInfo
- Publication number
- RU2407922C1 RU2407922C1 RU2009140497/06A RU2009140497A RU2407922C1 RU 2407922 C1 RU2407922 C1 RU 2407922C1 RU 2009140497/06 A RU2009140497/06 A RU 2009140497/06A RU 2009140497 A RU2009140497 A RU 2009140497A RU 2407922 C1 RU2407922 C1 RU 2407922C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- blade
- chord
- profile
- length
- section
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к области машиностроения, в частности к конструкции лопастей вентилятора градирни, и может быть использовано, например, в промышленной теплоэнергетике, в частности на химических, нефтехимических и других предприятиях, где требуется охлаждение оборотной воды.The invention relates to mechanical engineering, in particular to the design of cooling fan blades for a cooling tower, and can be used, for example, in industrial heat power engineering, in particular in chemical, petrochemical, and other enterprises where circulating water cooling is required.
Известна конструкция лопасти, содержащая лонжерон, соединенные с ним нервюры и обшивку, при этом лопасть несущего винта на конце до одной трети ее длины выполнена серповидной в плане, выпуклой стороной вперед по движению, сужающейся к концу в 2,5-3,5 раза и с отклонением аэродинамической оси от прямолинейной оси основной части лопасти до 15° вперед и до 60° назад (см. авторское свидетельство SU №244895, кл. B64C 27/46, 15.01.1981).A known design of the blade containing the spar, ribs connected to it and sheathing, while the rotor blade at the end to one third of its length is made sickle-shaped in plan, convex side forward in motion, tapering towards the end by 2.5-3.5 times and with the deviation of the aerodynamic axis from the straight axis of the main part of the blade up to 15 ° forward and up to 60 ° back (see copyright certificate SU No. 244895, class B64C 27/46, 01/15/1981).
Данная лопасть винта не может быть использована в качестве лопасти вентилятора градирни с точки зрения функционального назначения, что связано с тем, что лопасть работает, как консольная балка, и обладает неудовлетворительными жесткостью и аэродинамическими характеристиками, поскольку в элементах лопасти возникают повышенные напряжения изгиба и кручения, причем требуется большая угловая скорость, которую трудно достичь в вентиляторах.This rotor blade cannot be used as a fan blade of a cooling tower from the point of view of functional purpose, due to the fact that the blade works like a cantilever beam and has poor rigidity and aerodynamic characteristics, since increased bending and torsional stresses appear in the blade elements, moreover, a large angular velocity is required, which is difficult to achieve in the fans.
Наиболее близким техническим решением является лопасть вентилятора, выполненная в виде полой оболочки и содержащая комлевую часть, представляющую собой круглый стержень и предназначенную для крепления лопасти к втулке рабочего колеса вентилятора с возможностью установки требуемого рабочего угла лопасти, переходную часть от комля к ее перу, которое профилировано и образовано аэродинамическим профилем, имеющим хорду с максимальной длиной L, скругленную переднюю кромку, заостренную или затупленную заднюю кромку, расположенные на концах хорды профиля и соединенные между собой гладкими линиями верхней и нижней частей контура профиля (см. патент RU №2145004, кл. F04D 29/38, 27.01.2000).The closest technical solution is the fan blade, made in the form of a hollow shell and containing a butt part, which is a round rod and designed to attach the blade to the fan impeller bushing with the ability to set the desired working angle of the blade, the transition part from the butt to its feather, which is profiled and is formed by an aerodynamic profile having a chord with a maximum length L, a rounded front edge, a pointed or blunt trailing edge, located at the end chord and interconnected by smooth lines of upper and lower parts of the profile contour (see. Patent RU №2145004, cl. F04D 29/38, 27.01.2000).
Однако данная конструкция лопасти в силу особенностей ее конструкции, связанных с использованием аэродинамического профиля и работой вентилятора в условиях откачки паровоздушной смеси с переменными параметрами по составу и температуре, не позволяет в полной мере обеспечить стабильную работу вентилятора при его длительной эксплуатации со знакопеременными нагрузками при работе в широком диапазоне меняющихся нагрузок, скоростей обтекания и углов атаки ее профильных сечений.However, this design of the blade due to its design features associated with the use of an aerodynamic profile and the operation of the fan under conditions of pumping out the air-vapor mixture with variable composition and temperature parameters does not fully ensure the stable operation of the fan during its long-term operation with alternating loads when working in a wide range of changing loads, flow rates, and angles of attack of its profile sections.
Задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, является оптимизация аэродинамического профиля лопатки вентилятора для работы в градирне.The problem to which the present invention is directed is to optimize the aerodynamic profile of a fan blade for operation in a cooling tower.
Технический результат заключается в повышении производительности и стабильности работы градирни.The technical result is to increase the performance and stability of the tower.
Технический результат достигается тем, что лопасть вентилятора градирни выполнена в виде полой оболочки и содержит комлевую часть, представляющую собой круглый стержень и предназначенную для крепления лопасти ко втулке рабочего колеса вентилятора с возможностью установки требуемого рабочего угла лопасти, перо и переходную часть от комля к ее перу, последнее профилировано и образовано аэродинамическим профилем, имеющим хорду переменной длины L вдоль продольной оси лопасти, скругленную переднюю кромку, заостренную или затупленную заднюю кромку, расположенные на концах хорды профиля и соединенные между собой плавно изогнутыми линиями верхней и нижней частей контура профиля, при этом в плане форма лопасти выполнена сужающейся от комлевой части к концу лопасти, при этом переходная часть лопасти плавно сужается в направлении к комлевой части лопасти рабочего колеса, аэродинамический профиль в нормальном сечении к продольной оси лопасти имеет длину хорды L на конце лопасти, составляющую от 0,56 до 0,60 от длины хорды L на участке лопасти, расположенном на расстоянии от конца лопасти, составляющем от 0,49 до 0,50 от длины лопасти S, и в середине лопасти аэродинамический профиль в нормальном сечении к продольной оси лопасти имеет участок с максимальной толщиной профиля, равной от 0,11 до 0,12 от длины хорды L в данном сечении, расположенный на расстоянии от 0,32·L до 0,33·L, измеренном от передней кромки профиля вдоль его хорды, при этом линия верхней части аэродинамического контура выполнена выпуклой по отношению к хорде, а линия нижней части аэродинамического контура по отношению к хорде выполнена выпуклой со стороны передней кромки, плавно сопряженной с вогнутой со стороны задней кромки и пересекает хорду в середине лопасти за сечением с максимальной толщиной профиля в направлении от передней кромки с плавным увеличением выпуклой части по мере перемещения сечения от конца лопасти к середине лопасти и последующим плавным уменьшением по мере перемещения к переходной части, при угол атаки плавно изменяется от максимального в начале переходной части лопасти до 0° на конце лопасти и на последнем установлено перпендикулярно продольной оси лопасти концевое крылышко, длина которого меньше длины хорды, а длина выступающего со стороны передней кромки участка аэродинамического профиля составляет 0,12-0,15 L в месте установки концевого крылышка.The technical result is achieved by the fact that the fan blade of the cooling tower is made in the form of a hollow shell and contains a butt portion, which is a round rod and designed to attach the blade to the fan impeller bushing with the ability to set the desired working angle of the blade, a feather and an adapter from the butt to its feather , the latter is profiled and formed by an aerodynamic profile having a chord of variable length L along the longitudinal axis of the blade, a rounded front edge, pointed or dull rear the edge located at the ends of the chord of the profile and interconnected by smoothly curved lines of the upper and lower parts of the profile contour, while in plan the shape of the blade is made tapering from the butt part to the end of the blade, while the transition part of the blade gradually tapers towards the butt part of the blade of the impeller, the aerodynamic profile in the normal section to the longitudinal axis of the blade has a chord length L at the end of the blade, comprising from 0.56 to 0.60 of the length of the chord L at the blade section located at a distance from the end of the blade mouth, comprising from 0.49 to 0.50 of the length of the blade S, and in the middle of the blade the aerodynamic profile in the normal section to the longitudinal axis of the blade has a section with a maximum profile thickness equal to 0.11 to 0.12 of the chord length L in this section, located at a distance from 0.32 · L to 0.33 · L, measured from the leading edge of the profile along its chord, while the line of the upper part of the aerodynamic contour is made convex with respect to the chord, and the line of the lower part of the aerodynamic contour with respect to to the chord is convex from the front an edge smoothly conjugated with a concave side of the trailing edge and intersects the chord in the middle of the blade behind a section with a maximum profile thickness in the direction from the front edge with a smooth increase in the convex part as the section moves from the end of the blade to the middle of the blade and then gradually decreases as it moves to of the transitional part, with the angle of attack smoothly changing from the maximum at the beginning of the transitional part of the blade to 0 ° at the end of the blade and the end wing is installed perpendicular to the longitudinal axis of the blade SQA, the length of which is less than the chord length, and the length protruding from the front edge of the airfoil section is 0,12-0,15 L at the installation site winglet.
Аэродинамическая компоновка лопасти вентилятора, под которой понимается форма поверхности лопасти, т.е. задаваемая численно координатами наружная поверхность лопасти, непосредственно обтекаемая потоком при ее вращении, включает:The aerodynamic layout of the fan blade, which means the shape of the surface of the blade, i.e. the outer surface of the blade, set numerically by coordinates, directly streamlined by the stream during its rotation, includes:
- координаты аэродинамического профиля лопасти, т.е. координаты кривых, образованных в сечениях поверхности лопасти плоскостями, перпендикулярными к ее продольной оси (нормальное сечение лопасти к продольной оси лопасти);- coordinates of the aerodynamic profile of the blade, i.e. the coordinates of the curves formed in sections of the surface of the blade by planes perpendicular to its longitudinal axis (normal section of the blade to the longitudinal axis of the blade);
- форму в плане, т.е. величину хорды лопасти по ее длине;- shape in plan, i.e. the size of the chord of the blade along its length;
- геометрическую крутку лопасти, т.е. углы поворота хорд относительно комля лопасти вокруг ее продольной оси;- geometric twist of the blade, i.e. angles of rotation of the chords relative to the butt of the blade around its longitudinal axis;
- характер изменения максимальных толщин аэродинамических профилей по длине лопасти.- the nature of the change in the maximum thickness of the aerodynamic profiles along the length of the blade.
В результате выполненных расчетных исследований, опытно-конструкторских и экспериментальных работ были определены оптимальные параметры геометрической крутки сечений лопасти относительно ее продольной оси, изменения толщины профиля по длине пера лопасти, формы лопасти в плане, которые являются оптимальными для лопастей вентиляторов, устанавливаемых в градирнях для достижения необходимых аэродинамических характеристик, в частности производительности и КПД, принимая во внимание ограничения, в частности конструктивные, весовые и прочностные ограничения, которые накладывают конкретные условия эксплуатации вентилятора в градирне.As a result of the performed computational studies, experimental design and experimental work, the optimal parameters of the geometric twist of the blade sections relative to its longitudinal axis, the profile thickness changes along the blade feather length, the blade shape in the plan, which are optimal for fan blades installed in cooling towers to achieve necessary aerodynamic characteristics, in particular performance and efficiency, taking into account restrictions, in particular structural, weight and essential constraints that impose specific operating conditions of the fan in the tower.
В ходе проведенных исследований были выявлены наиболее оптимальные соотношения максимальных толщин аэродинамического профиля лопастей по длине лопасти в направлении от конца лопасти к ее переходной (прикомлевой) части.In the course of the studies, the most optimal ratios of the maximum thicknesses of the aerodynamic profile of the blades along the length of the blade in the direction from the end of the blade to its transitional (nibble) part were revealed.
Было выявлено, что выход за пределы вышеуказанного диапазона значений максимальных толщин аэродинамического профиля приводит к повышению значений местных возмущений скорости и давлений и, как следствие, к росту аэродинамического сопротивления профиля и снижению аэродинамических характеристик вентилятора.It was found that going beyond the above range of values of the maximum thicknesses of the aerodynamic profile leads to an increase in the local perturbations of velocity and pressure and, as a result, to an increase in the aerodynamic drag of the profile and a decrease in the aerodynamic characteristics of the fan.
На фиг.1 представлен общий вид лопасти, вид спереди.Figure 1 presents a General view of the blade, front view.
На фиг.2 представлен общий вид лопасти, вид сверху.Figure 2 presents a General view of the blade, a top view.
На фиг.3 представлено сечение лопасти нормальное (перепендикулярное) к продольной оси (оси, являющейся продолжением оси комлевой части лопасти).Figure 3 presents the section of the blade normal (perpendicular) to the longitudinal axis (axis, which is a continuation of the axis of the butt part of the blade).
На фиг.4 представлен вид А по фиг.2.Figure 4 presents a view A of figure 2.
Лопасть вентилятора градирни, представленная на фиг.1 и 2 и выполненная в виде полой оболочки, включает в себя перо 1 лопасти, комлевую часть 2 и переходную часть 3 от пера 1 лопасти к комлевой части 2.The fan blade of the cooling tower, shown in figures 1 and 2 and made in the form of a hollow shell, includes a
Комлевая часть 2 представляет собой круглый стержень, спрофилированный для непосредственного крепления лопасти к втулке рабочего колеса (не показаны) с возможностью установки требуемого рабочего угла путем вращения лопасти вокруг ее продольной оси 4.The butt portion 2 is a round rod, profiled for direct mounting of the blade to the impeller hub (not shown) with the possibility of setting the desired working angle by rotating the blade around its longitudinal axis 4.
Перо лопасти профилировано и образовано аэродинамическим профилем, имеющим хорду переменной длины L вдоль продольной оси 4 лопасти, скругленную переднюю кромку 5, заостренную или затупленную заднюю кромку 6, расположенные на концах хорды профиля и соединенные между собой плавно изогнутыми линиями верхней 7 и нижней 8 частей контура профиля.The blade feather is profiled and formed by an aerodynamic profile having a chord of variable length L along the longitudinal axis 4 of the blade, a rounded
В плане (на виде сверху) показана форма лопасти, сужающаяся от комлевой части 2 к концу лопасти.The plan (top view) shows the shape of the blade, tapering from the butt part 2 to the end of the blade.
Переходная часть 3 лопасти плавно сужается в направлении к комлевой части 2 лопасти рабочего колеса вентилятора. Аэродинамический профиль в нормальном (перпендикулярном) сечении к продольной оси 4 лопасти имеет длину L хорды 9 на конце лопасти, составляющую от 0,56 до 0,60 от длины L хорды 9 на участке лопасти, расположенном на расстоянии S1 от конца лопасти, составляющем от 0,49 до 0,50 от длины лопасти S, и в середине лопасти аэродинамический профиль в нормальном сечении к продольной оси 4 лопасти имеет участок с максимальной толщиной h профиля, равной от 0,11 до 0,12 от длины L хорды 9 в данном сечении, расположенный на расстоянии S2 от 0,32·L до 0,33·L, измеренном от передней кромки 5 профиля вдоль его хорды 9. Линия 7 верхней части аэродинамического контура выполнена выпуклой по отношению к хорде 9, а линия 8 нижней части аэродинамического контура по отношению к хорде 9 выполнена выпуклой со стороны передней кромки 5, плавно сопряженной с вогнутой со стороны задней кромки 6, и пересекает хорду 9 в середине лопасти за сечением с максимальной толщиной h профиля в направлении от передней кромки 5 с плавным увеличением выпуклой части по мере перемещения сечения от конца лопасти к середине лопасти и последующим плавным уменьшением по мере перемещения к переходной части 3, при этом угол атаки плавно изменяется от максимального в начале переходной части 3 лопасти до 0° на конце лопасти и на последнем установлено перпендикулярно продольной оси лопасти концевое крылышко 10, длина которого меньше длины хорды 9, а длина L1 выступающего со стороны передней кромки 5 участка аэродинамического профиля составляет (0,12-0,15) L в месте установки концевого крылышка 10.The transition part 3 of the blade smoothly tapers towards the butt part 2 of the blade of the impeller of the fan. The aerodynamic profile in the normal (perpendicular) section to the longitudinal axis 4 of the blade has a length L of the
Лопасть осевого вентилятора работает следующим образом.The axial fan blade operates as follows.
При вращении рабочего колеса вокруг своей оси лопасть, закрепленная на его втулке с возможностью установки требуемого рабочего угла, воздействуя на воздух, а затем на паровоздушный поток, сообщает ему энергию, что вызывает перемещение воздуха и создание в градирне потока воздуха, охлаждающего оборотную воду, например, системы теплоснабжения предприятия.When the impeller rotates around its axis, the blade mounted on its sleeve with the ability to set the desired working angle, acting on the air and then on the steam-air flow, gives it energy, which causes air to move and create a stream of air cooling the circulating water in the tower, for example , heat supply systems of the enterprise.
Настоящее изобретение может быть использовано в промышленной теплоэнергетике, в частности на химических, нефтехимических и других предприятиях, где требуется охлаждение оборотной воды.The present invention can be used in industrial power engineering, in particular in chemical, petrochemical and other enterprises where cooling of the circulating water is required.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2009140497/06A RU2407922C1 (en) | 2009-11-05 | 2009-11-05 | Blade of cooling stack fan |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2009140497/06A RU2407922C1 (en) | 2009-11-05 | 2009-11-05 | Blade of cooling stack fan |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2407922C1 true RU2407922C1 (en) | 2010-12-27 |
Family
ID=44055839
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2009140497/06A RU2407922C1 (en) | 2009-11-05 | 2009-11-05 | Blade of cooling stack fan |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2407922C1 (en) |
-
2009
- 2009-11-05 RU RU2009140497/06A patent/RU2407922C1/en not_active IP Right Cessation
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN102046965B (en) | A wind turbine blade with an auxiliary airfoil | |
JP5479388B2 (en) | Wind turbine blade and wind power generator equipped with the same | |
AU2017204260B2 (en) | Blade for a wind turbine having a guide vane | |
TWI548811B (en) | Rotor blade of a wind power installation and wind power installation | |
US10690112B2 (en) | Fluid turbine rotor blade with winglet design | |
US8851857B2 (en) | Wind turbine blade and wind power generator using the same | |
EP2990643B1 (en) | Rotor blade of a wind turbine | |
EP1996460A2 (en) | Rotary fluid dynamic utility structure | |
US20120217754A1 (en) | Wind turbine blade, wind turbine generator with the same, and design method of wind turbine blade | |
EP3453872B1 (en) | Methods for mitigating noise during high wind speed conditions of wind turbines | |
WO2014006542A2 (en) | Turbine arrangement | |
US8668461B2 (en) | Wind turbine rotor blade | |
US9086053B2 (en) | Enhanced wind turbine blade | |
RU2407924C1 (en) | Blade of cooling stack fan | |
RU2407922C1 (en) | Blade of cooling stack fan | |
RU2407923C1 (en) | Blade of cooling stack fan (versions) | |
RU2407925C1 (en) | Blade of cooling stack fan | |
US11028823B2 (en) | Wind turbine blade with tip end serrations | |
KR20130069812A (en) | Wind turbine blade, wind power generating device comprising same, and wind turbine blade design method | |
EA015948B1 (en) | Fan baffle of tower cooler | |
EA015968B1 (en) | Fan baffle of tower cooler | |
JP2018119483A (en) | Blade and wind turbine using the same | |
EA015966B1 (en) | Fan baffle of tower cooler | |
EA015947B1 (en) | Fan blade of tower cooler | |
EA015884B1 (en) | Fan blade of tower cooler (embodiments) |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
QB4A | Licence on use of patent |
Free format text: LICENCE Effective date: 20140221 |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20151106 |