RU2407924C1 - Blade of cooling stack fan - Google Patents
Blade of cooling stack fan Download PDFInfo
- Publication number
- RU2407924C1 RU2407924C1 RU2009140501/06A RU2009140501A RU2407924C1 RU 2407924 C1 RU2407924 C1 RU 2407924C1 RU 2009140501/06 A RU2009140501/06 A RU 2009140501/06A RU 2009140501 A RU2009140501 A RU 2009140501A RU 2407924 C1 RU2407924 C1 RU 2407924C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- blade
- profile
- chord
- section
- aerodynamic
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области машиностроения, в частности к конструкции лопастей вентилятора вентиляторной 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 the field of engineering, in particular to the design of fan blades of a fan 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. В64С 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,
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 от 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, which is due to the fact that the blade works as a cantilever beam and has unsatisfactory rigidity and aerodynamic characteristics, since increased stresses from bending and torsion appear in the blade elements, moreover high angular speed is required, which is difficult to achieve in 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 не в полной мере учитывающих работу 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 not fully taking into account the operation of the fan under conditions of pumping out the air-vapor mixture with variable parameters in composition and temperature, 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 angle 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 градирниThe 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 к 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 гладкими линиями верхней и нижней частей контура профиля, в плане форма лопасти сужающаяся от комлевой части к середине пера лопасти и расширяющаяся от середины пера к концу лопасти, а передняя и задняя кромки выполнены вогнутыми к продольной оси лопасти, при этом переходная часть лопасти ступенчато сужается в направлении к комлевой части лопасти рабочего колеса, аэродинамический профиль в нормальном сечении к продольной оси лопасти имеет в середине пера лопасти участок максимальной толщины профиля, равный 0,15-0,16 от длины L хорды в данном сечении и расположенный на расстоянии от 0,37·L до 0,38·L, измеренном от передней кромки профиля вдоль его хорды, указанное сечение расположено на расстоянии S1 от конца лопасти, составляющем от 0,40 до 0,42 от длины лопасти S, 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 за сечением с максимальной толщиной профиля в направлении от передней кромки с плавным увеличением выпуклой части по мере перемещения сечения от конца лопасти к переходной части, где вся линия нижней части аэродинамического контура выполнена выпуклой, при этом максимальная толщина профиля плавно уменьшается от переходной части лопасти к концу лопасти от (0,22-0,24)L до (0,1-0,12)L, а угол установки сечения лопасти на конце лопасти выполнен по отношению к плоскости вращения лопасти в сторону, противоположную углу установки сечения лопасти в начале переходной части лопасти.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 fasten 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, a pointed or blunt back edge, located at the ends of the chord of the profile and interconnected by smooth lines of the upper and lower parts of the profile contour, in terms of the shape of the blade tapering from the butt part to the middle of the feather of the blade and expanding from the middle of the feather to the end of the blade, and the front and rear edges are made concave to the longitudinal axis of the blade, while the transitional part of the blade tapers in steps towards the butt portion of the blade of the impeller, the aerodynamic profile in the normal section to the longitudinal axis of the blade has blades in the middle a portion of the maximum thickness of the profile, equal to 0.15-0.16 of the length L of the chord in this section and located at a distance from 0.37 · L to 0.38 · L, measured from the leading edge of the profile along its chord, the specified section is located on the distance S 1 from the end of the blade, ranging from 0.40 to 0.42 from the length of the blade S, 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 the chord is made convex from the front edges smoothly conjugated to the concave side of the trailing edge, and crosses the chord behind the section with the 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 transition part, where the entire line of the lower part of the aerodynamic contour is convex, while the maximum profile thickness gradually decreases from the transition part of the blade to the end of the blade from (0.22-0.24) L to (0.1-0.12) L, and the angle of installation of the section of the blade at the end of the blade is made with respect to the plane of rotation of the blade in the direction opposite to the corner setting the cross section of the blade at the beginning of the transitional part of the blade.
Предпочтительно на конце лопасти установлено концевое крылышко.Preferably, an end wing is mounted at the end of the blade.
Предпочтительно крутка лопасти составляет угол γ от 28° до 30°.Preferably, the twist of the blade makes an angle γ from 28 ° to 30 °.
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).The 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.The shape in plan, i.e. the magnitude of the chord of the blade along its length.
Геометрическую крутку лопасти, т.е. углы поворота хорд относительно комля лопасти вокруг ее продольной оси.The 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 (перпендикулярное) 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.1.Figure 4 presents a view And figure 1.
На фиг.5 представлены наложенные друг на друга нормальные к продольной оси лопасти сечения лопасти на ее конце и в начале переходной части лопасти для определения крутки лопасти.Figure 5 presents superimposed on each other normal to the longitudinal axis of the blade section of the blade at its end and at the beginning of the transitional part of the blade to determine the twist of the blade.
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
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 гладкими 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) форма лопасти сужающаяся от конца лопасти и комлевой части 2 лопасти к середине пера 1 лопасти, а передняя 5 и задняя 6 кромки выполнены вогнутыми к продольной оси 4 лопасти. Переходная часть 3 лопасти ступенчато сужается в направлении к комлевой части 2 лопасти рабочего колеса вентилятора. Аэродинамический профиль в нормальном (перпендикулярном) сечении к продольной оси лопасти имеет в середине пера лопасти участок максимальной толщины профиля, равный 0,15-0,16 от длины L хорды в данном сечении и расположенный на расстоянии от 0,37·L до 0,38·L, измеренном от передней кромки профиля вдоль его хорды, указанное сечение расположено на расстоянии S1 от конца лопасти, составляющем от 0,40 до 0,42 от длины лопасти S, при этом линия верхней части 7 аэродинамического контура выполнена выпуклой по отношению к хорде 9, а линия нижней части 8 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 за сечением с максимальной толщиной профиля в направлении от передней кромки 5 с плавным увеличением выпуклой части по мере перемещения сечения от конца лопасти к переходной части 3, где вся линия нижней части 8 аэродинамического контура выполнена выпуклой. Максимальная толщина профиля плавно уменьшается от переходной части 3 лопасти к концу лопасти от (0,22-0,24)L до (0,1-0,12)L, а угол α установки сечения лопасти на конце лопасти выполнен по отношению к плоскости вращения лопасти в сторону, противоположную углу β установки сечения лопасти в начале переходной части 3 лопасти.In plan (top view), the shape of the blade tapers from the end of the blade and the butt part of the
На конце лопасти может быть установлено концевое крылышко 10. Добавление концевых крылышек 10 к лопастям вентилятора позволяет улучшить аэродинамику лопастей вентилятора и таким образом повысить эффективность вентилятора.An
Крутка лопасти составляет угол γ от 28° до 30°.The twist of the blade makes an angle γ from 28 ° to 30 °.
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 (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2009140501/06A RU2407924C1 (en) | 2009-11-05 | 2009-11-05 | Blade of cooling stack fan |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2009140501/06A RU2407924C1 (en) | 2009-11-05 | 2009-11-05 | Blade of cooling stack fan |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2407924C1 true RU2407924C1 (en) | 2010-12-27 |
Family
ID=44055841
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2009140501/06A RU2407924C1 (en) | 2009-11-05 | 2009-11-05 | Blade of cooling stack fan |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2407924C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112066853A (en) * | 2020-09-14 | 2020-12-11 | 中国航发贵州黎阳航空动力有限公司 | Blade profile readable measuring method and measuring tool |
-
2009
- 2009-11-05 RU RU2009140501/06A patent/RU2407924C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112066853A (en) * | 2020-09-14 | 2020-12-11 | 中国航发贵州黎阳航空动力有限公司 | Blade profile readable measuring method and measuring tool |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102046965B (en) | A wind turbine blade with an auxiliary airfoil | |
| US9932960B2 (en) | Rotor blade of a wind turbine | |
| AU2017204260B2 (en) | Blade for a wind turbine having a guide vane | |
| US9523279B2 (en) | Rotor blade fence for a wind turbine | |
| JP6154553B2 (en) | Rotor blade of wind power generator and wind power generator | |
| US10690112B2 (en) | Fluid turbine rotor blade with winglet design | |
| US20070217917A1 (en) | Rotary fluid dynamic utility structure | |
| AU2007361564B2 (en) | Wind turbine blade and wind power generator using the same | |
| WO2014006542A2 (en) | Turbine arrangement | |
| CN101169101B (en) | Wind turbine impeller installed with blown flap wing-like vane | |
| US20130156593A1 (en) | System and method for root loss reduction in wind turbine blades | |
| RU2407924C1 (en) | Blade of cooling stack fan | |
| RU2407923C1 (en) | Blade of cooling stack fan (versions) | |
| RU2407925C1 (en) | Blade of cooling stack fan | |
| RU2407922C1 (en) | Blade of cooling stack fan | |
| US11028823B2 (en) | Wind turbine blade with tip end serrations | |
| EA015948B1 (en) | Fan baffle of tower cooler | |
| EA015947B1 (en) | Fan blade of tower cooler | |
| CN201116510Y (en) | Wind mill impeller equipped with jet flap type vane | |
| EA015966B1 (en) | Fan baffle of tower cooler | |
| EA015968B1 (en) | Fan baffle of tower cooler | |
| EA015884B1 (en) | Fan blade of tower cooler (embodiments) | |
| US11773819B2 (en) | Rotor blade for a wind turbine | |
| KR101216308B1 (en) | Aerogenerator blade of root airfoil | |
| CN202468156U (en) | Blade of vertical axis wind-driven generator |
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 |