RU2433280C1 - Сопловой аппарат активной турбины - Google Patents
Сопловой аппарат активной турбины Download PDFInfo
- Publication number
- RU2433280C1 RU2433280C1 RU2010107153/06A RU2010107153A RU2433280C1 RU 2433280 C1 RU2433280 C1 RU 2433280C1 RU 2010107153/06 A RU2010107153/06 A RU 2010107153/06A RU 2010107153 A RU2010107153 A RU 2010107153A RU 2433280 C1 RU2433280 C1 RU 2433280C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- nozzle
- section
- outlet section
- axially symmetric
- equal
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
Abstract
Сопловой аппарат активной турбины содержит сопло, имеющее разгонный участок и выходной участок, в котором выходное сечение сопла на плоскости косого среза имеет средний радиус изгиба, равный среднему радиусу рабочей решетки колеса турбины. В сопле разгонный участок выполнен из осесимметричного сопла и изогнутого расширяющегося канала. Ширина канала постоянна и равна диаметру выходного сечения осесимметричного сопла. Высота канала выполнена плавно увеличивающейся от диаметра выходного сечения осесимметричного сопла до максимального значения на выходном участке соплового аппарата. Ось осесимметричного сопла выполнена по касательной к окружности среднего радиуса изгиба расширяющегося канала. Выходное сечение осесимметричного сопла не превышает высоты лопаток рабочей решетки турбины. Поверхность расширяющегося канала образована двумя цилиндрическими коаксиальными поверхностями со средним радиусом изгиба, равным среднему радиусу выходного сечения сопла на плоскости косого среза, и двумя сопряженными с ними по краям полуторовыми поверхностями, диаметр которых равен диаметру выходного сечения осесимметричного сопла. Достигается простота и технологичность, минимальные газодинамические потери в сопле, степень расширения газового потока в сопле не ограничивается высотой лопатки. 3 ил.
Description
Изобретение относится к конструкции сопловых аппаратов малорасходных активных турбин с парциальным подводом газа и может быть использовано в энергетическом машиностроении.
В парциальных малорасходных турбинах нашли широкое применение сопловые аппараты с коническими осесимметричными соплами (см., например, Емин О.Н., Зарицкий С.П. «Воздушные и газовые турбины с одиночными соплами», Москва, Машиностроение, 1975 г., стр.16, рис.19).
Такие сопловые аппараты просты в технологическом отношении и имеют минимальные газодинамические потери в осесимметричном сопле и приемлимые аэродинамические характеристики для отдельных областей применения.
Расширению области применения противодействуют два свойства осесимметричных сопел:
- выходное сечение таких сопел на плоскости косого среза имеет вид эллипса и плохо согласуется с прямоугольным входным сечением каналов рабочего колеса турбины;
- высота лопатки ограничивает степень расширения сопла и вынуждает использовать сложные в конструктивном исполнении многосопельные сопловые аппараты.
Известны также сопловые аппараты с соплами прямоугольного сечения, выходные сечения которых лучше согласуются с прямоугольными входными сечениями рабочих решеток колеса турбины и способны реализовать высокие степени расширения газового потока. В частности, известен сопловой аппарат, содержащий сопло прямоугольного сечения, включающее разгонный и выходной участки, в котором выходное сечение сопла по косому срезу имеет средний радиус, равный среднему радиусу рабочих решеток колеса, проекция продольной оси симметрии разгонного участка на плоскость соплового аппарата размещена по касательной к окружности, образованной средним радиусом турбинной ступени (см. патент РФ №2232902 с приоритетом от 05.07.2002 г., МПК (7) F01D 9/02 - прототип изобретения). В сравнении с осесимметричными соплами сопла прямоугольного сечения менее технологичны и имеют повышенные газодинамические потери.
Задачей, на решение которой направлено изобретение, является минимизация недостатков соплового аппарата.
Технический результат, который достигается при решении поставленной задачи, выражается в создании соплового аппарата, обладающего только полезными свойствами известных конструктивных решений.
Поставленная задача решается тем, что в сопловом аппарате осевой турбины, содержащем сопло, имеющее разгонный участок и выхлопной участок, в котором выходное сечение сопла на плоскости косого среза имеет средний радиус, равный среднему радиусу рабочей решетки колеса турбины, в отличие от прототипа, разгонный участок выполнен из осесимметричного сопла и изогнутого расширяющегося канала, ширина которого постоянна и равна диаметру выходного сечения осесимметричного сопла, а высота канала выполнена плавно увеличивающейся от диаметра выходного сечения осесимметричного сопла до максимального значения на выходном участке соплового аппарата, при этом ось осесимметричного сопла выполнена по касательной к окружности среднего радиуса изгиба расширяющегося канала, выходное сечение осесимметричного сопла не превышает высоты лопаток рабочей решетки турбины, а поверхность расширяющегося канала образована двумя цилиндрическими коаксиальными поверхностями со средним радиусом изгиба, равным среднему радиусу выходного сечения сопла на плоскости косого среза, и двумя сопряженными с ними по краям полуторовыми поверхностями, диаметр которых равен диаметру выходного сечения осесимметричного сопла.
Заявленное исполнение соплового аппарата активной турбины реализует положительные свойства осесимметричных сопел (простота и технологичность, минимальные газодинамические потери в сопле) и сопел прямоугольного сечения (выходное сечение хорошо согласуется с прямоугольным входным сечением рабочей решетки колеса турбины, степень расширения газового потока в сопле не ограничивается высотой лопатки) при минимизации их недостатков (овальное выходное сечение на плоскости косого среза и ограничение степени расширения высотой лопатки (осесимметричные сопла), меньшая технологичность и повышенные потери в соплах прямоугольного сечения).
На фиг.1 показано поперечное сечение турбины.
На фиг.2 дана развертка по сечению А-А.
На фиг.3 показано сечение Б-Б сопла.
Сопловой аппарат содержит сопло 1, имеющее разгонный участок 2 и выходной участок 3, в котором выходное сечение 4 сопла на плоскости косого среза 5 имеет средний радиус изгиба Rср.из, равный среднему радиусу Rср рабочей решетки 6 колеса 7 турбины.
Разгонный участок 2 сопла выполнен из осесимметричного сопла 8 с критическим сечением dкр и выходным сечением d1 и изогнутого расширяющегося канала 9, ширина которого hc постоянна и равна диаметру выходного сечения d1 осесимметричного сопла 8, а высота В канала 9 выполнена плавно увеличивающейся от диаметра выходного сечения d1 осесимметричного сопла 8 до максимального значения на выходном участке 3 соплового аппарата.
Ось осесимметричного сопла 8 выполнена по касательной 10 к окружности среднего радиуса изгиба Rц.ср.из расширяющегося канала 9, выходное сечение d1 осесимметричного сопла 8 не превышает высоты hл лопаток рабочей решетки 6 турбины, а поверхность расширяющегося канала 9 образована двумя цилиндрическими коаксиальными поверхностями 11 и 12 со средним радиусом изгиба Rц.ср.из, равным среднему радиусу Rср.из выходного сечения на плоскости 5 косого среза, и двумя сопряженными с ними по краям полуторовыми поверхностями 13 и 14, диаметр которых равен диаметру выходного сечения d1 осесимметричного сопла 8.
Во время работы соплового аппарата активной турбины от источника повышенного давления подается газ в сопло 1, который разгоняется в разгонном участке 2 и через выходной участок 3 поступает на рабочие решетки 6 колеса 7, приводя ее во вращение.
При течении газового потока в разгонном участке 2 газодинамические потери минимальны и определяются потерями на трение.
Использование заявленного соплового аппарата позволит повысить КПД активной турбины.
Claims (1)
- Сопловой аппарат активной турбины, содержащий сопло, имеющее разгонный участок и выходной участок, в котором выходное сечение сопла на плоскости косого среза имеет средний радиус изгиба, равный среднему радиусу рабочей решетки колеса турбины, отличающийся тем, что в нем разгонный участок выполнен из осесимметричного сопла и изогнутого расширяющегося канала, ширина которого постоянна и равна диаметру выходного сечения осесимметричного сопла, а высота канала выполнена плавно увеличивающейся от диаметра выходного сечения осесимметричного сопла до максимального значения на выходном участке соплового аппарата, при этом ось осесимметричного сопла выполнена по касательной к окружности среднего радиуса изгиба расширяющегося канала, выходное сечение осесимметричного сопла не превышает высоты лопаток рабочей решетки турбины, а поверхность расширяющегося канала образована двумя цилиндрическими коаксиальными поверхностями со средним радиусом изгиба, равным среднему радиусу выходного сечения сопла на плоскости косого среза, и двумя сопряженными с ними по краям полуторовыми поверхностями, диаметр которых равен диаметру выходного сечения осесимметричного сопла.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010107153/06A RU2433280C1 (ru) | 2010-02-26 | 2010-02-26 | Сопловой аппарат активной турбины |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010107153/06A RU2433280C1 (ru) | 2010-02-26 | 2010-02-26 | Сопловой аппарат активной турбины |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2010107153A RU2010107153A (ru) | 2011-09-10 |
| RU2433280C1 true RU2433280C1 (ru) | 2011-11-10 |
Family
ID=44757204
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2010107153/06A RU2433280C1 (ru) | 2010-02-26 | 2010-02-26 | Сопловой аппарат активной турбины |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2433280C1 (ru) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU168510U1 (ru) * | 2016-02-03 | 2017-02-07 | Федеральное Государственное Автономное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Дальневосточный Федеральный Университет" (Двфу) | Сопловой аппарат турбины |
| RU2676904C1 (ru) * | 2017-12-14 | 2019-01-11 | Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное предприятие "Донские технологии" | Активная паровая турбина сверхкритических параметров |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112832871A (zh) * | 2019-11-22 | 2021-05-25 | 中国科学院理化技术研究所 | 一种喷嘴及低温透平膨胀机 |
| CN113775416A (zh) * | 2021-09-14 | 2021-12-10 | 西北工业大学 | 一种空水两用跨介质轴流式涡轮发动机 |
-
2010
- 2010-02-26 RU RU2010107153/06A patent/RU2433280C1/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU168510U1 (ru) * | 2016-02-03 | 2017-02-07 | Федеральное Государственное Автономное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Дальневосточный Федеральный Университет" (Двфу) | Сопловой аппарат турбины |
| RU2676904C1 (ru) * | 2017-12-14 | 2019-01-11 | Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное предприятие "Донские технологии" | Активная паровая турбина сверхкритических параметров |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2010107153A (ru) | 2011-09-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10502231B2 (en) | Diffuser pipe with vortex generators | |
| JP6030853B2 (ja) | タービン動翼及び軸流タービン | |
| RU2611465C2 (ru) | Аэродинамический профиль | |
| RU2433280C1 (ru) | Сопловой аппарат активной турбины | |
| RU2507421C2 (ru) | Кольцевой диффузор для осевой турбинной машины, система для осевой турбинной машины, а также осевая турбинная машина | |
| US8870535B2 (en) | Airfoil | |
| US10422345B2 (en) | Centrifugal compressor curved diffusing passage portion | |
| JP2012154332A (ja) | 軸流タービン | |
| KR102403377B1 (ko) | 배기 디퓨저 | |
| WO2011054812A3 (de) | Turbomaschine mit axialer verdichtung oder expansion | |
| CN101092977A (zh) | 处理机匣设计方法 | |
| JP6268315B2 (ja) | タービン動翼及び蒸気タービン | |
| JP2017008756A (ja) | 軸流タービン | |
| US8916986B2 (en) | Impulse air turbine arrangement for use with a reversing bi-directional air flow in a wave power plant | |
| CN107313977B (zh) | 离心风叶、离心风机和空调器 | |
| US11136993B2 (en) | Diffuser pipe with asymmetry | |
| JP2011074804A (ja) | 蒸気タービンのノズル | |
| RU2631846C1 (ru) | Радиальный лопаточный диффузор центробежного компрессора | |
| RU2785571C1 (ru) | Лопатка статора для центробежного компрессора | |
| RU2606294C1 (ru) | Рабочее колесо высокооборотного осевого вентилятора | |
| RU175183U1 (ru) | Осевая турбина | |
| JP6113586B2 (ja) | 復水器 | |
| CN103775378A (zh) | 离心扇叶结构 | |
| US11965527B2 (en) | Stator blade for a centrifugal compressor | |
| RU2232902C2 (ru) | Сопловой аппарат осевой турбины |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20190227 |