RU2482337C1

RU2482337C1 - Method for increasing pressure and economy of bladed turbomachines

Info

Publication number: RU2482337C1
Application number: RU2011148542/06A
Authority: RU
Inventors: Николай Петрович Косарев; Николай Владимирович Макаров; Владимир Николаевич Макаров
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Вентиляция Экология Безопасность" (ООО "ВЭБ")
Priority date: 2011-11-29
Filing date: 2011-11-29
Publication date: 2013-05-20

Abstract

FIELD: machine building.

SUBSTANCE: method for increasing the energy transferred to the medium with bladed turbomachines involves supply of medium through a suction branch pipe of the turbomachine to the inlet of volume blades of its impeller, conversion of mechanical rotation energy of the impeller to potential and kinetic energy of the medium owing to shaping its circulating flow around the volume blades, which is determined with their rotation and contributes to pressure difference between working and rear surfaces of the blades, and the medium outlet with increased potential and kinetic energy from the volume blades through a delivery branch pipe of the turbomachine. Some amount of the medium is directed through the suction branch pipe from the inlet to the volume blades along inner cavity to their outlet, swirled in a cylindrical chamber at the outlet of volume blades to intense swirl movement and mixed with the medium flowing around the volume blades at their outlet to the delivery branch pipe.

EFFECT: increasing energy conversion economy and developed pressure, reducing dimensions and metal consumption, and reducing the noise level owing to eliminating vortex formation.

3 cl, 10 dwg

Description

Изобретение относится к способам передачи потенциальной и кинетической энергии жидкой или газообразной среде, повышения эффективности преобразования механической энергии вращения рабочего колеса лопастных турбомашин в потенциальную и кинетическую энергию перемещаемой ими жидкой или газообразной среды и может использоваться в лопастных турбомашинах радиального, осевого и диагонального типов, способствуя существенному увеличению давления, развиваемого турбомашиной, повышению экономичности (КПД), уменьшению ее габаритов и металлоемкости.The invention relates to methods for transferring potential and kinetic energy to a liquid or gaseous medium, to increase the efficiency of converting the mechanical energy of rotation of the impeller of a blade turbomachine into the potential and kinetic energy of a liquid or gaseous medium moved by them, and can be used in radial, axial, and diagonal types of blade turbines, contributing to a significant increase the pressure developed by the turbomachine, increase efficiency (Efficiency), reduce its dimensions and metal capacities.

В лопастных турбомашинах преобразование механической энергии вращающегося рабочего колеса в потенциальную и кинетическую энергию перемещаемой среды происходит, главным образом, за счет воздействия на нее циркуляционных сил, возникающих от ее взаимодействия с вращающимся рабочим колесом и обусловленных формированием циркуляционного течения жидкой или газообразной среды вокруг лопаток рабочего колеса и, как результат, возникновением перепада давления между их рабочей и тыльной поверхностями, роста на рабочей поверхности лопаток статического и динамического давления перемещаемой среды, то есть ее потенциальной и кинетической энергии.In vane turbomachines, the conversion of the mechanical energy of a rotating impeller into the potential and kinetic energy of a moving medium occurs mainly due to the influence of circulating forces arising from its interaction with a rotating impeller and caused by the formation of a circular flow of liquid or gaseous medium around the impeller blades and, as a result, the occurrence of a pressure drop between their working and back surfaces, growth on the working surface of the blades static and dynamic pressure of the moving medium, that is, its potential and kinetic energy.

Для существенного повышения давления, развиваемого лопастной турбомашиной, и ее экономичности путем роста эффективности процесса передачи энергии от вращающегося рабочего колеса турбомашины перемещаемой ею среде необходимо увеличить циркуляционные силы, действующие на жидкую или газообразную среду, то есть усилить интенсивность циркуляционного течения перемещаемой среды вокруг лопаток рабочего колеса.To significantly increase the pressure developed by the blade turbomachine and its efficiency by increasing the efficiency of the energy transfer process from the rotating impeller of the turbomachine to the medium it moves, it is necessary to increase the circulation forces acting on the liquid or gaseous medium, that is, to increase the intensity of the circulation flow of the moving medium around the impeller blades .

Известен способ повышения давления и экономичности, реализуемый в турбомашине, содержащей всасывающий и нагнетательный патрубки, корпус, установленное в нем рабочее колесо с радиальными лопатками, образующее совместно с корпусом на периферии кольцевой канал, имеющий перегородку, разделяющую всасывающую и нагнетательную полости (Алексеев В.В. Стационарные машины. Москва, Недра, 1989, с.416).A known method of increasing pressure and economy, implemented in a turbomachine containing suction and discharge nozzles, a housing, an impeller with radial blades mounted therein, forming together with the housing at the periphery an annular channel having a partition separating the suction and discharge cavities (V. Alekseev Stationary machines. Moscow, Nedra, 1989, p. 416).

Указанный способ усиливает процесс передачи энергии от вращающегося рабочего колеса к перемещаемой жидкой или газообразной среде, тем самым способствуя повышению развиваемого турбомашиной давления по сравнению с колесами классической радиальной турбомашины за счет многократного попадания перемещаемой среды в межлопаточные каналы в результате формирования вихревого движения по винтовой траектории, т.е. возникновения поля циркуляционных сил. Однако дополнительное вихревое движение перемещаемой среды, вызванное вращением рабочего колеса при этом способе повышения давления, реализуемого в условиях данного конструктивного исполнения корпуса турбомашины по отношению к лопаткам ее рабочего колеса, равно как и вектор циркуляционных сил формируются в плоскости, перпендикулярной плоскости вращения рабочего колеса, что препятствует полному суммированию энергий циркуляции потоков перемещаемой среды от вращательного вихревого движения и циркуляционного течения вокруг лопаток в межлопаточном канале рабочего колеса, возникающих от сил циркуляции, действующих во взаимно перпендикулярных плоскостях. Это не позволяет существенно усилить передачу энергии перемещаемой среде, а следовательно, увеличить развиваемое турбомашиной давление. Несогласованность поля циркуляционных сил и плоскости вращения лопаток рабочего колеса не позволяет повысить эффективность процесса передачи энергии перемещаемой среде, приводит к существенному росту потерь энергии на «удар», т.е. к снижению экономичности турбомашины.The specified method enhances the process of energy transfer from a rotating impeller to a moving liquid or gaseous medium, thereby contributing to an increase in the pressure developed by the turbomachine compared to the wheels of a classic radial turbomachine due to the multiple penetration of the moving medium into the interscapular channels as a result of the formation of vortex motion along a helical path, t .e. occurrence of the field of circulating forces. However, the additional vortex movement of the moving medium caused by the rotation of the impeller with this method of increasing pressure, which is realized under the conditions of this design of the turbomachine housing with respect to the blades of its impeller, as well as the vector of circulating forces are formed in a plane perpendicular to the plane of rotation of the impeller, which prevents the total summation of the circulation energies of the flows of the moving medium from the rotational vortex motion and the circulation flow around the blades interscapular channel impeller arising from circulation of the forces acting in mutually perpendicular planes. This does not significantly increase the energy transfer to the moving medium, and therefore, increase the pressure developed by the turbomachine. The inconsistency of the field of circulation forces and the plane of rotation of the impeller blades does not allow to increase the efficiency of the process of energy transfer to a moving medium, leading to a significant increase in energy loss for a “shock”, i.e. to reduce the efficiency of the turbomachine.

Наиболее близким по исполнению к предлагаемому способу повышения давления и экономичности лопастных турбомашин путем увеличения энергии, передаваемой ими жидкой или газообразной среде, и роста эффективности ее передачи является способ повышения давления и экономичности, реализуемый в турбомашине, содержащей рабочее колесо, несущий и покрывной диски, установленные между ними лопатки, каждая из которых имеет на ее выходной части накрылок, имеющий вогнутую рабочую, выпуклую (нерабочую) торцевую поверхности, расположенную внутри вихревую камеру с конфузорными выходными каналами на выпуклую (нерабочую) торцевую поверхность накрылка с тангенциальным аэродинамическим каналом с рабочей поверхности лопатки (RU 2390658 С2, 27.05.2010).The closest in execution to the proposed method of increasing the pressure and efficiency of the blade turbomachines by increasing the energy transmitted by them to a liquid or gaseous medium, and increasing the efficiency of its transmission is a method of increasing pressure and efficiency, implemented in a turbomachine containing an impeller, a bearing and a cover disc installed between them are blades, each of which has a lining on its output part having a concave working, convex (non-working) end surface located inside the vortex camera with a convergent output channels on the convex (non-working) end surface nakrylka tangential channel aerodynamic blade with a working surface (RU 2390658 C2, 27.05.2010).

Данный способ позволяет создать в вихревой камере дополнительное вихревое движение в плоскости вращения рабочего колеса, тем самым увеличивая интенсивность циркуляционного течения потока перемещаемой среды вокруг лопаток рабочего колеса, что повышает величину циркуляционных сил, поскольку в этом случае они располагаются в одной плоскости, и соответственно увеличивает создаваемое давление, то есть потенциальную и кинетическую энергию перемещаемой жидкой или газообразной среды, а также и экономичность турбомашины. Однако направление части перемещаемой жидкой или газообразной среды в вихревую камеру непосредственно на выходном участке лопатки рабочего колеса существенно снижает уровень энергии вихревого течения, а взаимодействие вихревого течения с потоком в межлопаточных каналах рабочего колеса только на выпуклой тыльной поверхности снижает эффективность энергетического взаимодействия циркуляционного течения части перемещаемой среды, закрученной в вихревой камере с циркуляционным потоком в межлопаточном канале рабочего колеса, не обеспечивает значительного смещения задней критической точки лопатки рабочего колеса и, как результат, достижения с минимальными потерями существенного увеличения потенциальной и кинетической энергии перемещаемой среды, то есть незначительно увеличивает давление, развиваемое лопастной турбомашиной, и ее экономичность.This method allows you to create an additional vortex movement in the vortex chamber in the plane of rotation of the impeller, thereby increasing the intensity of the circulation flow of the fluid flow around the impeller blades, which increases the magnitude of the circulation forces, since in this case they are located in one plane, and accordingly increases the created pressure, that is, the potential and kinetic energy of a moving liquid or gaseous medium, as well as the efficiency of a turbomachine. However, the direction of the part of the moved liquid or gaseous medium into the vortex chamber directly at the output section of the impeller blade significantly reduces the energy level of the vortex flow, and the interaction of the vortex flow with the flow in the interscapular channels of the impeller only on the convex rear surface reduces the efficiency of the energy interaction of the circulation flow of the part of the moved medium swirling in a vortex chamber with a circulation flow in the interscapular channel of the impeller does not provide ivaet significant displacement of the rear stagnation point of impeller blades and as a result, achieve with minimal loss of a substantial increase in the potential and kinetic energy of the conveyed fluid, i.e. slightly increases the pressure developed by the turbomachine blade, and its efficiency.

Сущность предлагаемого изобретения заключается в достижении максимальной кинетической энергии вращения циркуляционного потока части перемещаемой среды во внутренней полости объемной лопатки на ее выходе за счет механической энергии вращения рабочего колеса и передачи этой энергии с минимальными потерями потоку перемещаемой среды в межлопаточных каналах рабочего колеса по всей наружной поверхности полости объемной лопатки на ее выходе.The essence of the invention is to achieve the maximum kinetic energy of rotation of the circulating flow of a part of the transported medium in the internal cavity of the volumetric blade at its outlet due to the mechanical energy of rotation of the impeller and transmission of this energy with minimal losses to the flow of the transported medium in the interscapular channels of the impeller over the entire outer surface of the cavity volumetric scapula at its exit.

Этот способ позволяет сделать вихреисточник, формируемый в цилиндрической камере объемной лопатки на ее выходе, основным источником энергии существенного смещения задней критической точки лопатки в направлении к ее рабочей поверхности, а также снижения градиентов давления на наружной поверхности цилиндрической камеры объемной лопатки на ее выходе.This method makes it possible to make the vortex source, formed in the cylindrical chamber of the volumetric blade at its exit, the main source of energy for a significant displacement of the rear critical point of the blade towards its working surface, as well as reduce pressure gradients on the outer surface of the cylindrical chamber of the volumetric blade at its exit.

Технический результат повышения давления и экономичности лопастных турбомашин достигается за счет того, что в способе повышения энергии, сообщаемой жидкой или газообразной среде лопастными турбомашинами, включающем в себя подачу жидкой или газообразной среды через всасывающий патрубок турбомашины к входу на объемные лопатки ее рабочего колеса, преобразование механической энергии вращения рабочего колеса в потенциальную и кинетическую энергию жидкой или газообразной среды за счет формирования ее циркуляционного течения вокруг объемных лопаток, обусловленного их вращением, способствующего возникновению перепада давления между рабочей и тыльной поверхностями лопаток, и выход жидкой или газообразной среды с увеличенной потенциальной и кинетической энергией с объемных лопаток через нагнетательный патрубок турбомашины, согласно изобретению часть жидкой или газообразной среды через всасывающий патрубок с входа на объемные лопатки по внутренней полости направляют к их выходу, закручивают ее в цилиндрической камере на выходе объемных лопаток в интенсивное вихревое движение и смешивают с жидкой или газообразной средой, перемещаемой вокруг объемных лопаток на выходе с них в нагнетательный патрубок.The technical result of increasing the pressure and economy of the blade turbomachines is achieved due to the fact that in the method of increasing the energy imparted by the liquid or gaseous medium to the blade turbomachines, which includes supplying a liquid or gaseous medium through the suction pipe of the turbomachine to the inlet to the volumetric blades of its impeller, mechanical conversion the energy of rotation of the impeller into the potential and kinetic energy of a liquid or gaseous medium due to the formation of its circulation flow around the volume many blades, due to their rotation, contributing to the occurrence of a pressure differential between the working and back surfaces of the blades, and the exit of a liquid or gaseous medium with increased potential and kinetic energy from the volume blades through the discharge pipe of the turbomachine, according to the invention, a part of the liquid or gaseous medium through the suction pipe from the inlet on volumetric blades along the inner cavity they are directed to their exit, they are twisted in a cylindrical chamber at the exit of volumetric blades into an intense vortex movement and mixed with a liquid or gaseous medium, moved around the volumetric blades at the exit from them into the discharge pipe.

Это создает дополнительное циркуляционное течение вокруг лопаток рабочего колеса, являющееся основном источником роста потенциальной и кинетической энергии перемещаемой среды.This creates an additional circulation flow around the impeller blades, which is the main source of growth of the potential and kinetic energy of the moving medium.

Область формирования интенсивного вихревого движения жидкой или газообразной среды в цилиндрической камере на выходе объемных лопаток может охватывать не более 12% диаметра рабочего колеса турбомашины, а количество жидкой или газообразной среды, направленной на формирование в цилиндрической камере на выходе объемных лопаток интенсивного вихревого движения жидкой или газообразной среды, может составлять не более 18% от общего количества перемещаемой жидкой или газообразной среды через входной патрубок вентилятора.The region of formation of intense vortex motion of a liquid or gaseous medium in a cylindrical chamber at the outlet of the volumetric blades can cover no more than 12% of the diameter of the impeller of a turbomachine, and the amount of liquid or gaseous medium aimed at forming in the cylindrical chamber at the outlet of the volumetric blades of an intense vortex motion of liquid or gaseous medium, can make up no more than 18% of the total amount of transported liquid or gaseous medium through the inlet of the fan.

В цилиндрическую камеру на выходе объемных лопаток может быть дополнительно направлена часть жидкой или газообразной среды с повышенной потенциальной и кинетической энергией из выходного патрубка турбомашины, что формирует в этой полости прирост интенсивного вихревого движения.A portion of the liquid or gaseous medium with increased potential and kinetic energy from the outlet pipe of the turbomachine can be additionally directed into the cylindrical chamber at the outlet of the volumetric blades, which forms an increase in intense vortex motion in this cavity.

Техническим результатом использования предлагаемого изобретения является:The technical result of the use of the invention is:

- повышение потенциальной и кинетической энергий перемещаемой жидкой или газообразной среды и, как результат, увеличение давления, развиваемого турбомашиной;- an increase in the potential and kinetic energies of the transported liquid or gaseous medium and, as a result, an increase in pressure developed by the turbomachine;

- снижение потерь энергии за счет устранения отрывного вихреобразования и, как результат, повышение экономичности (КПД) турбомашины.- reduction of energy losses due to the elimination of separation vortex formation and, as a result, increase the efficiency (efficiency) of the turbomachine.

- снижение металлоемкости и габаритов турбомашины;- reduction of metal consumption and dimensions of the turbomachine;

- увеличение степени сжатия на одной ступени применительно к многоступенчатой турбомашине;- increase the degree of compression at one stage in relation to a multi-stage turbomachine;

- снижение уровня шума в области рабочих режимов турбомашины за счет устранения вихреобразования на выходе из рабочего колеса и входе в нагнетательный патрубок.- reducing noise in the field of operating modes of the turbomachine by eliminating vortex formation at the exit of the impeller and the entrance to the discharge pipe.

На фиг.1 изображен центробежный вентилятор - продольный разрез;Figure 1 shows a centrifugal fan - a longitudinal section;

на фиг.2 - рабочее колесо поперечный разрез;figure 2 - impeller cross section;

на фиг.3 - сечение А-А на фиг.1 (объемная лопатка рабочего колеса);figure 3 is a section aa in figure 1 (volumetric blade of the impeller);

на фиг.4 изображен осевой вентилятор - продольный разрез;figure 4 shows an axial fan - longitudinal section;

на фиг.5 - развертка продольного цилиндрического разреза лопаток рабочего колеса;figure 5 - scan longitudinal cylindrical section of the blades of the impeller;

на фиг.6 - сечение А-А на фиг.4 (тангенциальный вход в спиральную камеру);in Fig.6 is a section aa in Fig.4 (tangential entrance to the spiral chamber);

на фиг.7 - сечение Б-Б на фиг.4 (объемная лопатка рабочего колеса);Fig.7 is a section bB in Fig.4 (volumetric impeller blade);

на фиг.8 изображен диаметральный вентилятор - поперечный разрез;in Fig.8 shows a diametrical fan - cross section;

на фиг.9 - сечение А-А на фиг.8;Fig.9 is a section aa in Fig.8;

на фиг.10 - сечение Б-Б на фиг.9 (объемная лопатка рабочего колеса «беличьего» типа).figure 10 is a section bB in figure 9 (volumetric blade of the impeller "squirrel" type).

На фиг.1-3 приведена одна из возможных схем реализации предложенного способа повышения давления и экономичности применительно к радиальной турбомашине.Figure 1-3 shows one of the possible schemes for implementing the proposed method of increasing pressure and economy in relation to a radial turbomachine.

Центробежный вентилятор 1 содержит всасывающий и нагнетательный патрубки 2, 3, рабочее колесо 4, несущий и покрывной диски 5, 6, между которыми установлены объемные лопатки 7, имеющие внутреннюю полость 8. Внутренняя полость 8 объемной лопатки 7 имеет на входе в лопатку 7 форму входного коллектора 9, в средней части представляет собой соединительный канал 10, обеспечивающий аэродинамическую связь в тангенциальном направлении входного коллектора 9 с цилиндрической камерой 11 на выходе лопатки 7. Обечайка 12 цилиндрической камеры 11 на выходе лопатки 7 выполнена с перфорациями 13 по ее периметру. Кроме того, цилиндрическая камера 11 на выходе лопатки 7 тангенциально соединена посредством расходных окон 14 в несущем 5 и покрывном 6 дисках рабочего колеса 4 с полостью 15 корпуса 16 вентилятора 1, с которой соединен нагнетательный патрубок 3. Задняя критическая точка 17 лопатки 7 рабочего колеса 4 представляет собой место соединения части потока перемещаемой среды, обтекающей объемную лопатку 7 по ее рабочей поверхности 18, с частью перемещаемой среды, обтекающей ее тыльную поверхность 19, и плавного схода потока перемещаемой среды на выходе с лопатки 7, то есть место, в котором сходятся потоки, движущиеся по рабочей и тыльной поверхностям 18 и 19 лопатки 7. Ее положение на профиле лопатки 7 рабочего колеса 4 характеризует аэродинамическую нагруженность турбомашины, то есть величину перепада давления между рабочей и тыльной поверхностями 18 и 19 лопатки 7, что определяет развиваемое ею давление.The centrifugal fan 1 contains a suction and discharge nozzles 2, 3, an impeller 4, a bearing and a cover disk 5, 6, between which volumetric blades 7 are installed, having an internal cavity 8. The internal cavity 8 of the volumetric blade 7 has an inlet shape at the inlet of the blade 7 the collector 9, in the middle part is a connecting channel 10 that provides aerodynamic communication in the tangential direction of the input manifold 9 with a cylindrical chamber 11 at the outlet of the blade 7. The shell 12 of the cylindrical chamber 11 at the exit of the blade 7 is made with perforations 13 around its perimeter. In addition, the cylindrical chamber 11 at the outlet of the blade 7 is tangentially connected by means of consumables 14 in the carrier 5 and cover 6 disks of the impeller 4 with the cavity 15 of the housing 16 of the fan 1, to which the discharge pipe 3 is connected. The rear critical point 17 of the blade 7 of the impeller 4 represents the junction of the part of the flow of the moving medium flowing around the volume blade 7 along its working surface 18, with the part of the moving medium flowing around the back surface 19, and the smooth flow of the flow of the moving medium at the exit from flask 7, that is, the place where the flows moving along the working and back surfaces 18 and 19 of the blade 7 converge. Its position on the profile of the blade 7 of the impeller 4 characterizes the aerodynamic loading of the turbomachine, that is, the pressure drop between the working and back surfaces 18 and 19 of the blade 7, which determines the pressure developed by it.

При вращении рабочего колеса 4 центробежного вентилятора 1 поток перемещаемой среды поступает через всасывающий патрубок 2 на вход на объемные лопатки 7, расслаивается на часть потока, обтекающую объемные лопатки 7 по ее рабочей поверхности 18, и часть, обтекающую по тыльной поверхности 19, взаимодействуя с ними, поворачивается в направлении вращения колеса 4. Часть потока за счет избыточного давления на входе на лопатку 7 поступает через входной коллектор 9 внутренней полости 8 объемной лопатки 7 и под действием центробежных сил через соединительный конфузорный канал 10 поступает тангенциально на выход лопатки 7 в ее цилиндрическую камеру 11, закручиваясь в ней со скоростью, значительно превышающей скорость вращения рабочего колеса 4.When the impeller 4 of the centrifugal fan 1 rotates, the flow of the displaced medium enters through the suction pipe 2 to the inlet to the volume blades 7, delaminates into a part of the stream flowing around the volume blades 7 along its working surface 18, and a part flowing around the back surface 19, interacting with them , rotates in the direction of rotation of the wheel 4. Part of the flow due to excess pressure at the inlet to the blade 7 enters through the inlet manifold 9 of the internal cavity 8 of the volume blade 7 and, under the action of centrifugal forces, connects The integral confuser channel 10 arrives tangentially at the exit of the blade 7 into its cylindrical chamber 11, twisting in it at a speed significantly exceeding the speed of rotation of the impeller 4.

За счет центробежной силы вращения закрученный поток через перфорации 13 поступает на внешнюю поверхность обечайки 12, способствуя при смешивании с перемещаемой по рабочей и тыльной поверхностям 18 и 19 лопатки 7 средой за счет эффекта Магнуса росту давления на рабочей поверхности 18 лопатки 7 и снижению давления на тыльной поверхности 19 лопатки 7.Due to the centrifugal force of rotation, the swirling flow through the perforations 13 enters the outer surface of the shell 12, which, when mixed with the medium moving along the working and back surfaces 18 and 19 of the blade 7, increases the pressure on the working surface 18 of the blade 7 and reduces the pressure on the back the surface 19 of the scapula 7.

Это обусловлено тем, что высокоэнергетический поток цилиндрической камеры 11, закрученный в направлении вращения рабочего колеса 4, подкручивает перемещаемую среду в этом же направлении, смещая заднюю критическую точку 17 лопатки 7 в направлении к ее рабочей поверхности 18, то есть существенно увеличивает угол поворота потока перемещаемой среды на выходе из рабочего колеса 4 и устраняет отрывное вихреобразование путем поджатая потока к внешней поверхности обечайки 12 за счет реализации эффекта Коанда.This is due to the fact that the high-energy flow of the cylindrical chamber 11, swirling in the direction of rotation of the impeller 4, twists the moving medium in the same direction, displacing the rear critical point 17 of the blade 7 in the direction of its working surface 18, that is, it significantly increases the rotation angle of the moving medium at the exit of the impeller 4 and eliminates the tear-off vortex formation by compressing the flow to the outer surface of the shell 12 due to the implementation of the Coanda effect.

Таким образом, вышеуказанный способ, реализуемый в предложенной конкретной конструкции лопастной радиальной турбомашины, позволяет за счет использования эффекта Магнуса существенно сместить в направлении к рабочей поверхности 18 лопатки 7 ее заднюю критическую точку 17, тем самым увеличить аэродинамическую нагруженность радиальной турбомашины 1, то есть развиваемое ею давление, а за счет реализации эффекта Коанда снизить вихреобразование на наружной поверхности обечайки 12 цилиндрической камеры 11 лопатки 7, то есть существенно увеличить ее экономичность.Thus, the above method, implemented in the proposed specific design of a radial turbomachine blade, allows using the Magnus effect to significantly shift its rear critical point 17 towards the working surface 18 of the blade 7, thereby increasing the aerodynamic load of the radial turbomachine 1, that is, it develops pressure, and due to the implementation of the Coanda effect to reduce the vortex formation on the outer surface of the shell 12 of the cylindrical chamber 11 of the blade 7, that is, it will significantly increase its efficiency.

Вышеуказанное обеспечено тем, что в предложенной конструкции радиальной турбомашины цилиндрическая камера 11, являющаяся частью внутренней полости 8 объемной лопатки 7, через тангенциально связанный с ней соединительный конфузорный канал 10 и входной коллектор 9 соединена с входом на лопатки 7 и сообщается через перфорации 13 с рабочей и тыльной поверхностями 18 и 19 лопатки 7.The above is ensured by the fact that in the proposed design of the radial turbomachine, the cylindrical chamber 11, which is part of the internal cavity 8 of the volumetric blade 7, is connected through a tangentially connected connecting confuser channel 10 and the input manifold 9 is connected to the input to the blades 7 and communicates through perforations 13 with the working and back surfaces of the scapula 18 and 19 7.

Это позволяет создать внутри объемной лопатки 7 вперед загнутую лопатку с вихреисточником на выходе, способствующую созданию избыточного давления на ней, что обеспечивает интенсивную закрутку потока в цилиндрической камере 11 и, соответственно, формирование устойчивого вихря с большой циркуляцией, являющегося основным источником энергии, обеспечивающим поворот задней критической точки 17 лопатки 7 в направлении к ее рабочей поверхности 18.This allows you to create inside the volumetric blade 7 forward a curved blade with a vortex source at the outlet, which contributes to the creation of excess pressure on it, which ensures intensive swirling of the flow in the cylindrical chamber 11 and, accordingly, the formation of a stable vortex with a large circulation, which is the main source of energy, which provides the back rotation critical point 17 of the blade 7 in the direction of its working surface 18.

В случае применения в конструкции рабочего колеса 4 турбомашины 1 расходных окон 14 с тангенциальным входом в цилиндрическую камеру 11, часть потока воздуха из полости 15 высокого давления корпуса 16 поступает через расходные окна 14 в несущем и покрывном дисках 5 и 6 в цилиндрическую камеру 11 лопаток 7, дополнительно усиливая интенсивность вихреисточника.In the case of application in the design of the impeller 4 of the turbomachine 1 consumable windows 14 with a tangential entry into the cylindrical chamber 11, part of the air flow from the high-pressure cavity 15 of the housing 16 enters through the consumables 14 in the carrier and cover disks 5 and 6 into the cylindrical chamber 11 of the blades 7 , further enhancing the intensity of the vortex source.

На фиг.4-7 приведена одна из возможных схем реализации предложенного способа повышения давления и экономичности применительно к осевой турбомашине.Figure 4-7 shows one of the possible schemes for implementing the proposed method of increasing pressure and economy in relation to an axial turbomachine.

Осевой вентилятор 1 содержит всасывающий и нагнетательный патрубки 2, 3, рабочее колесо 4, внутреннюю и наружную обечайки 5, 6, между которыми установлены объемные лопатки 7, имеющие внутреннюю полость 8. Внутренняя полость 8 объемной лопатки 7 имеет на входе в лопатку 7 форму входного коллектора 9, в средней части представляет собой соединительный канал 10, обеспечивающий аэродинамическую связь в тангенциальном направлении входного коллектора 9 с цилиндрической камерой 11 на выходе лопатки 7. Обечайка 12 цилиндрической камеры 11 на выходе лопатки 7 выполнена с перфорациями 13 по ее периметру. Кроме того, цилиндрическая камера 11 на выходе лопатки 7 тангенциально соединена посредством расходных окон 14 во внутренней обечайке 5 рабочего колеса 4 с полостью 15 корпуса 16 вентилятора 1, с которой соединен нагнетательный патрубок 3. Задняя критическая точка 17 лопатки 7 рабочего колеса 4 представляет собой место соединения части потока перемещаемой среды, обтекающей объемную лопатку 7 по ее рабочей поверхности 18, с частью перемещаемой среды, обтекающей ее тыльную поверхность 19, и плавного схода потока перемещаемой среды на выходе с лопатки 7, то есть место, в котором сходятся потоки, движущиеся по рабочей и тыльной поверхностям 18 и 19 лопатки 7. Ее положение на профиле лопатки 7 рабочего колеса 4 характеризует аэродинамическую нагруженность турбомашины, то есть величину перепада давления между рабочей и тыльной поверхностями 18 и 19 лопатки 7, что определяет развиваемое ею давление.The axial fan 1 contains a suction and discharge nozzles 2, 3, an impeller 4, an inner and an outer shell 5, 6, between which volumetric blades 7 are installed, having an internal cavity 8. The internal cavity 8 of the volumetric blade 7 has an inlet shape at the inlet of the blade 7 of the collector 9, in the middle part, is a connecting channel 10 that provides aerodynamic communication in the tangential direction of the input manifold 9 with a cylindrical chamber 11 at the outlet of the blade 7. A shell 12 of the cylindrical chamber 11 at the exit of the blade 7 made with perforations 13 around its perimeter. In addition, the cylindrical chamber 11 at the outlet of the blade 7 is tangentially connected by means of consumables 14 in the inner shell 5 of the impeller 4 to the cavity 15 of the housing 16 of the fan 1, to which the discharge pipe 3 is connected. The rear critical point 17 of the blade 7 of the impeller 4 is a place connecting a part of the flow of the moving medium flowing around the volumetric blade 7 along its working surface 18 to a part of the moving medium flowing around the back surface 19 and a smooth flow of the moving medium at the outlet of the blade 7, that is, the place where flows moving along the working and back surfaces 18 and 19 of the blade 7 converge. Its position on the profile of the blade 7 of the impeller 4 characterizes the aerodynamic loading of the turbomachine, that is, the pressure drop between the working and back surfaces 18 and 19 blades 7, which determines the pressure developed by it.

При вращении рабочего колеса 4 осевого вентилятора 1 поток перемещаемой среды поступает через всасывающий патрубок 2 на вход на объемные лопатки 7, расслаивается на часть потока, обтекающую объемные лопатки 7 по ее рабочей поверхности 18, и часть, обтекающую по тыльной поверхности 19, взаимодействуя с ними, поворачивается в направлении вращения колеса 4. Часть потока за счет избыточного давления на входе на лопатку 7 поступает через входной коллектор 9 внутренней полости 8 объемной лопатки 7 и через ее конфузорный канал 10 поступает тангенциально на выход лопатки 7 в ее цилиндрическую камеру 11, закручиваясь в ней со скоростью, значительно превышающей скорость вращения рабочего колеса 4.When the impeller 4 of the axial fan 1 is rotated, the flow of the displaced medium enters through the suction pipe 2 at the inlet to the volume blades 7, is stratified into a part of the stream flowing around the volume blades 7 along its working surface 18, and a part flowing around the back surface 19, interacting with them , rotates in the direction of rotation of the wheel 4. Part of the flow due to excess pressure at the inlet to the blade 7 enters through the inlet manifold 9 of the inner cavity 8 of the volume blade 7 and tangentially enters through its confuser channel 10 to yield the blade 7 in its cylindrical chamber 11, twisting it at a speed considerably exceeding the speed of rotation of the impeller 4.

Таким образом, вышеуказанный способ, реализуемый в предложенной конкретной конструкции лопастной осевой турбомашины, позволяет за счет использования эффекта Магнуса существенно сместить в направлении к рабочей поверхности 18 лопатки 7 ее заднюю критическую точку 17, тем самым увеличить аэродинамическую нагруженность осевой турбомашины 1, то есть развиваемое ею давление, а за счет реализации эффекта Коанда снизить вихреобразование на наружной поверхности обечайки 12 цилиндрической камеры 11 лопатки 7, то есть существенно увеличить ее экономичность.Thus, the above method, implemented in the proposed specific design of the blade axial turbomachine, allows using the Magnus effect to significantly shift its rear critical point 17 towards the working surface 18 of the blade 7, thereby increasing the aerodynamic load of the axial turbomachine 1, that is, it develops pressure, and due to the implementation of the Coanda effect, reduce vortex formation on the outer surface of the shell 12 of the cylindrical chamber 11 of the blade 7, that is, significantly increase its economy michnost.

Вышеуказанное обеспечено тем, что в предложенной конструкции осевой турбомашины цилиндрическая камера 11, являющаяся частью внутренней полости 8 объемной лопатки 7, через тангенциально связанный с ней конфузорный канал 10 и входной коллектор 9 соединена с входом на лопатки 7 и сообщается через перфорации 13 с рабочей 18 и тыльной 19 поверхностями лопатки 7.The above is ensured by the fact that in the proposed design of the axial turbomachine, the cylindrical chamber 11, which is part of the internal cavity 8 of the volumetric blade 7, is connected through a tangentially connected confuser channel 10 and the input manifold 9 to the input to the blades 7 and is communicated through perforations 13 with the working 18 and back 19 surfaces of the scapula 7.

В случае применения в конструкции рабочего колеса 4 турбомашины 1 расходных окон 14 с тангенциальным входом в цилиндрическую камеру 11, часть потока воздуха из полости 15 высокого давления корпуса 16 поступает через расходные окна 14 во внутренней обечайке 5 рабочего колеса 4 в цилиндрическую камеру 11, дополнительно усиливая интенсивность вихреисточника.In the case of application of consumable windows 14 with a tangential entrance to the cylindrical chamber 11 in the design of the impeller 4 of the turbomachine 1, a part of the air flow from the high-pressure cavity 15 of the housing 16 enters through the consumables 14 in the inner casing 5 of the impeller 4 into the cylindrical chamber 11, further strengthening vortex source intensity.

На фиг.8-10 приведена одна из возможных схем реализации предложенного способа повышения давления и экономичности применительно к диаметральной турбомашине.On Fig-10 shows one of the possible schemes for implementing the proposed method of increasing pressure and economy in relation to the diametric turbomachine.

Диаметральный вентилятор 1 содержит всасывающий и нагнетательный патрубки 2, 3, рабочее колесо «беличьего» типа 4, диски 5, 6, между которыми установлены объемные лопатки 7, имеющие внутреннюю полость 8. Внутренняя полость 8 объемной лопатки 7 имеет на входе и выходе форму входных коллекторов 9, совмещенных с цилиндрическими камерами 11 с тангенциальным подводом к ним соединительного канала 10. Обечайки 12 цилиндрических камер 11 на входе и выходе лопатки 7 выполнены с перфорациями 13 по их периметру. Кроме того, цилиндрические камеры 11 на входе и выходе лопатки 7 тангенциально соединены посредством расходных окон 14 в дисках 5, 6 рабочего колеса «беличьего» типа 4 с полостью 15 корпуса 16 вентилятора 1, с которой соединен нагнетательный патрубок 3. Задние критические точки 17 лопаток 7 рабочего колеса «беличьего» типа 4, расположенных у всасывающего 2 и нагнетательного 3 патрубков, представляют собой место соединения части потока перемещаемой среды, обтекающей объемные лопатки 7 по их рабочей поверхности 18, с частью перемещаемой среды, обтекающей их тыльную поверхность 19, и плавного схода потока перемещаемой среды на выходе с лопаток 7 соответственно во внутреннюю полость рабочего колеса «беличьего» типа 4 и в нагнетательный патрубок 3, то есть место, в котором сходятся потоки, движущиеся по рабочей и тыльной поверхностям 18 и 19 лопаток 7. Их положение на профиле лопаток 7 рабочего колеса «беличьего» типа 4 характеризует аэродинамическую нагруженность турбомашины, то есть величину перепада давления между рабочей и тыльной поверхностями 18 и 19 лопаток 7, что определяет развиваемое ею давление.The diametrical fan 1 contains a suction and discharge nozzles 2, 3, a squirrel-type impeller 4, disks 5, 6, between which volumetric blades 7 are installed, having an internal cavity 8. The internal cavity 8 of the volumetric blade 7 has an input shape and an input collectors 9, combined with cylindrical chambers 11 with a tangential inlet of a connecting channel 10. Shells 12 of the cylindrical chambers 11 at the inlet and outlet of the blade 7 are made with perforations 13 around their perimeter. In addition, the cylindrical chambers 11 at the inlet and outlet of the blade 7 are tangentially connected by means of consumables 14 in the disks 5, 6 of the squirrel-type impeller 4 to the cavity 15 of the housing 16 of the fan 1, to which the discharge pipe 3 is connected. Rear critical points 17 of the blades 7 impellers of the “squirrel” type 4 located at the suction 2 and discharge 3 nozzles represent the junction of the part of the flow of the moving medium flowing around the volumetric blades 7 along their working surface 18, with the part of the moving medium, I wrap around her back surface 19, and a smooth flow of the moving medium at the exit from the blades 7, respectively, into the inner cavity of the “squirrel” type 4 impeller and into the discharge pipe 3, that is, the place where the flows moving along the working and back surfaces 18 converge and 19 blades 7. Their position on the profile of the blades 7 of the “squirrel” type 4 impeller characterizes the aerodynamic loading of the turbomachine, that is, the pressure drop between the working and back surfaces 18 and 19 of the blades 7, which determines its development the pressure.

При вращении рабочего колеса «беличьего» типа 4 диаметрального вентилятора 1 поток перемещаемой среды поступает через всасывающий патрубок 2 на вход на объемные лопатки 7, расслаивается на часть потока, обтекающую объемные лопатки 7 по ее рабочей поверхности 18, и часть, обтекающую по тыльной поверхности 19, взаимодействуя с ними, поворачивается в направлении вращения колеса 4. Часть потока за счет избыточного давления на входе на лопатку 7 поступает через входной коллектор 9 внутренней полости 8 объемной лопатки 7 и под действием центробежных сил через соединительный конфузорный канал 10 поступает тангенциально на выход лопатки 7 в ее цилиндрическую камеру 11, закручиваясь в ней со скоростью, значительно превышающей скорость вращения рабочего колеса «беличьего» типа 4.During the rotation of the impeller of the “squirrel” type 4 of the diametrical fan 1, the flow of the transported medium enters through the suction pipe 2 to the inlet to the volumetric blades 7, delaminates into a part of the stream flowing around the volumetric blades 7 along its working surface 18, and a part flowing around the back surface 19 interacting with them, it rotates in the direction of rotation of the wheel 4. Part of the flow due to excess pressure at the inlet to the blade 7 enters through the inlet manifold 9 of the internal cavity 8 of the volume blade 7 and under the action of centrifugal forces through the connecting confuser channel 10 arrives tangentially at the exit of the blade 7 into its cylindrical chamber 11, twisting in it with a speed significantly exceeding the speed of rotation of the impeller of the "squirrel" type 4.

Это обусловлено тем, что высокоэнергетический поток цилиндрической камеры 11, закрученный в направлении вращения рабочего колеса «беличьего типа» 4, подкручивает перемещаемую среду в этом же направлении, смещая заднюю критическую точку 17 лопатки 7 в направлении к ее рабочей поверхности 18, то есть существенно увеличивает угол поворота потока перемещаемой среды на выходе с лопатки 7 во внутреннюю полость рабочего колеса «беличьего» типа 4 и устраняет отрывное вихреобразование путем поджатия потока к внешней поверхности обечайки 12 за счет реализации эффекта Коанда.This is due to the fact that the high-energy flow of the cylindrical chamber 11, swirling in the direction of rotation of the “squirrel type” impeller 4, twists the moving medium in the same direction, displacing the rear critical point 17 of the blade 7 in the direction of its working surface 18, that is, significantly increases the angle of rotation of the flow of the moving medium at the exit from the blades 7 into the inner cavity of the “squirrel” type 4 impeller and eliminates tear-off vortex formation by compressing the flow to the outer surface of the shell 12 due to p Realization of the Coanda effect.

Одновременно часть потока из внутренней полости рабочего колеса «беличьего» типа 4 за счет избыточного давления на входе лопатки 7 по отношению к нагнетательному патрубку 3 диаметрального вентилятора 1 поступает через входной коллектор 9 внутренней полости 8 объемной лопатки 7 и под действием центробежных сил через соединительный конфузорный канал 10 поступает тангенциально в ее цилиндрическую камеру 11 на входе лопатки 7, по отношению к нагнетательному патрубку 3 диаметрального вентилятора 1, закручиваясь в ней со скоростью, значительно превышающей скорость вращения рабочего колеса «беличьего» типа 4.At the same time, part of the flow from the inner cavity of the “squirrel” type 4 impeller due to excess pressure at the inlet of the blade 7 with respect to the discharge pipe 3 of the diametrical fan 1 enters through the inlet manifold 9 of the inner cavity 8 of the volume blade 7 and under the action of centrifugal forces through the connecting confuser channel 10 enters tangentially into its cylindrical chamber 11 at the inlet of the blade 7, with respect to the discharge pipe 3 of the diametrical fan 1, spinning in it at a speed significantly increasing the speed of rotation of the impeller "squirrel" type 4.

За счет центробежной силы вращения закрученный поток через перфорации 13 поступает на внешнюю поверхность обечайки 12, способствуя при смешивании с перемещаемой по рабочей и тыльной поверхностям 18 и 19 лопатки 7 средой за счет эффекта Магнуса росту давления на рабочей поверхности 18 лопатки 7 и снижению давления на тыльной поверхности 19 лопатки 7 в области нагнетательного патрубка 3 диаметрального вентилятора 1.Due to the centrifugal force of rotation, the swirling flow through the perforations 13 enters the outer surface of the shell 12, which, when mixed with the medium moving along the working and back surfaces 18 and 19 of the blade 7, increases the pressure on the working surface 18 of the blade 7 and reduces the pressure on the back the surface 19 of the blade 7 in the area of the discharge pipe 3 of the diametrical fan 1.

Это обусловлено тем, что высокоэнергетический поток цилиндрической камеры 11, закрученный в направлении вращения рабочего колеса «беличьего» типа 4, подкручивает перемещаемую среду в этом же направлении, смещая заднюю критическую точку 17 лопатки 7 в области нагнетательного патрубка 3 диаметрального вентилятора 1 в направлении к ее рабочей поверхности 18, то есть существенно увеличивает угол поворота потока перемещаемой среды на выходе из рабочего колеса «беличьего» типа 4 и устраняет отрывное вихреобразование путем поджатия потока к внешней поверхности обечайки 12 за счет реализации эффекта Коанда.This is due to the fact that the high-energy flow of the cylindrical chamber 11, swirling in the direction of rotation of the squirrel-type impeller 4, twists the moving medium in the same direction, displacing the rear critical point 17 of the blade 7 in the region of the discharge pipe 3 of the diametrical fan 1 towards it the working surface 18, that is, significantly increases the angle of rotation of the flow of the moving medium at the exit of the squirrel type 4 impeller and eliminates tear-off vortex formation by compressing the flow to the outer shell surface 12 due to the implementation of the Coanda effect.

Таким образом, вышеуказанный способ, реализуемый в предложенной конкретной конструкции лопастной диаметральной турбомашины, позволяет за счет использования эффекта Магнуса существенно сместить в направлении к рабочей поверхности 18 лопатки 7 ее заднюю критическую точку 17, тем самым увеличить аэродинамическую нагруженность диаметральной турбомашины 1, то есть развиваемое ею давление, а за счет реализации эффекта Коанда снизить вихреобразование на наружной поверхности обечайки 12 цилиндрической камеры 11 лопатки 7, то есть существенно увеличить ее экономичность.Thus, the above method, implemented in the proposed specific design of the blade diametrical turbomachine, allows using the Magnus effect to significantly shift its rear critical point 17 towards the working surface 18 of the blade 7, thereby increasing the aerodynamic load of the diametrical turbomachine 1, i.e., it develops pressure, and due to the implementation of the Coanda effect to reduce the vortex formation on the outer surface of the shell 12 of the cylindrical chamber 11 of the blade 7, that is, significantly increase lichit its economy.

Вышеуказанное обеспечено тем, что в предложенной конструкции диаметральной турбомашины цилиндрическая камера 11, являющаяся частью внутренней полости 8 объемной лопатки 7, через тангенциально связанный с ней соединительный конфузорный канал 10 и входной коллектор 9 соединена с входом на лопатки 7 и сообщается через перфорации 13 с рабочей и тыльной поверхностями 18 и 19 лопатки 7.The above is ensured by the fact that in the proposed design of the diametric turbomachine, the cylindrical chamber 11, which is part of the internal cavity 8 of the volumetric blade 7, is connected through a tangentially connected connecting confuser channel 10 and the inlet manifold 9 to the input to the blades 7 and is communicated through perforations 13 with the working and back surfaces of the scapula 18 and 19 7.

В случае применения в конструкции рабочего колеса «беличьего» типа 4 турбомашины 1 расходных окон 14 с тангенциальным входом в цилиндрическую камеру 11, часть потока воздуха из полости 15 высокого давления корпуса 16 поступает через расходные окна 14 в несущем 5 и покрывном 6 дисках в цилиндрическую камеру 11 лопаток 1, дополнительно усиливая интенсивность вихреисточника.If a squirrel-type turbomachine 1 is used in the design of the impeller type 4 of the consumable window 14 with a tangential entry into the cylindrical chamber 11, a part of the air flow from the high-pressure cavity 15 of the housing 16 enters through the consumable windows 14 in the carrier 5 and cover 6 disks into the cylindrical chamber 11 blades 1, further enhancing the intensity of the vortex source.

Таким образом, при оптимальных геометрических параметрах лопатки 7 рабочего колеса 4, то есть оптимальной геометрической форме и взаимном расположении внутренней полости 8, ее входного коллектора 9, цилиндрической камеры 11 формируется аэрогазодинамический высокоэнергетический вихреисточник. Взаимодействие вихреисточника с потоком перемещаемой среды позволяет за счет использования эффекта Магнуса существенно сместить в направлении к рабочей поверхности 18 лопатки 7 ее заднюю критическую точку 17, тем самым увеличить аэродинамическую нагруженность турбомашины 1, то есть развиваемое ею давление, а за счет реализации эффекта Коанда снизить вихреобразование на наружной поверхности 12 цилиндрической камеры 11 лопатки 7, то есть существенно увеличить ее экономичность в условиях значительного изменения режимов работы турбомашин как радиального, так осевого и диаметрального типов. Профилирование цилиндрической камеры 11, ее перфораций 13 позволяет с использованием, в частности, предложенной конструкции достичь режимов суперциркуляции, при которых давление, развиваемое турбомашиной, превышает его теоретическое значение, соответствующее классической лопатке рабочего колеса.Thus, with the optimal geometric parameters of the blades 7 of the impeller 4, that is, the optimal geometric shape and relative position of the inner cavity 8, its inlet manifold 9, and the cylindrical chamber 11, an aerogasdynamic high-energy vortex source is formed. The interaction of the vortex source with the flow of the moving medium allows, due to the use of the Magnus effect, to significantly shift its rear critical point 17 towards the working surface 18 of the blade 7, thereby increasing the aerodynamic loading of the turbomachine 1, i.e., the pressure developed by it, and reducing the vortex formation due to the implementation of the Coanda effect on the outer surface 12 of the cylindrical chamber 11 of the blade 7, that is, to significantly increase its efficiency in conditions of a significant change in the operating modes of turbomachines to radial, so axial and diametrical types. The profiling of the cylindrical chamber 11, its perforations 13 allows, using, in particular, the proposed design, to achieve supercirculation modes at which the pressure developed by the turbomachine exceeds its theoretical value corresponding to the classic impeller blade.

Результаты испытаний радиального вентилятора вышеуказанной конструкции с вихревыми устройствами, выполненного на базе классической аэродинамической схемы Ц70-20, имеющей коэффициент статического давления ψ=0,7, подтверждают увеличение его коэффициента давления в 2,1 раза, то есть до значения ψ_В=1,47.The test results of the radial fan of the above design with vortex devices, based on the classical aerodynamic scheme Ts70-20, with a static pressure coefficient ψ = 0.7, confirm an increase in its pressure coefficient by 2.1 times, that is, to the value ψ _B = 1, 47.

Данные результаты получены для геометрических параметров внутренней полости, при которых диаметр цилиндрической камеры составляет 12% диаметра рабочего колеса турбомашины, а суммарная площадь входных коллекторов объемных лопаток составляет 18% от площади входа в рабочее колесо турбомашины. Дальнейшее увеличение диаметра цилиндрической камеры или площади входного коллектора приводит к незначительному увеличению развиваемого турбомашиной давления при существенном снижении ее к.п.д.These results were obtained for the geometric parameters of the internal cavity, at which the diameter of the cylindrical chamber is 12% of the diameter of the impeller of the turbomachine, and the total area of the inlet manifolds of the volumetric blades is 18% of the area of the entrance to the impeller of the turbomachine. A further increase in the diameter of the cylindrical chamber or the area of the inlet manifold leads to a slight increase in the pressure developed by the turbomachine with a significant decrease in its efficiency

Таким образом, применение данного способа повышения давления и экономичности лопастных турбомашин на базе предложенных, в частности, технических решений, учитывающих специфику конструкции и условий эксплуатации радиальных, осевых и диаметральных турбомашин, позволяет поднять на качественно новый уровень их аэродинамическую нагруженность и экономичность, тем самым способствуя также уменьшению их габаритов и металлоемкости, являющихся основными критериями, характеризующими их эффективность.Thus, the use of this method of increasing the pressure and economy of vane turbomachines based on the proposed, in particular, technical solutions that take into account the specific design and operation conditions of radial, axial and diametric turbomachines, makes it possible to raise their aerodynamic loading and efficiency to a new level, thereby contributing to also reduce their size and metal consumption, which are the main criteria characterizing their effectiveness.

Данный способ повышения давления и экономичности лопастных турбомашин может быть эффективно реализован в конструкциях насосов, компрессоров, воздуходувок и турбин, в том числе и имеющих в настоящее время большую перспективу турбомашинах ортогонального типа.This method of increasing the pressure and efficiency of vane turbomachines can be effectively implemented in the designs of pumps, compressors, blowers and turbines, including orthogonal-type turbomachines that currently have great promise.

Claims

1. A method of increasing the energy transmitted to a liquid or gaseous medium by rotor turbomachines, comprising supplying a liquid or gaseous medium through the suction pipe of the turbomachine to the inlet of the volume blades of its impeller, converting the mechanical energy of rotation of the impeller into the potential and kinetic energy of a liquid or gaseous medium due to the formation of its circulation flow around the volumetric blades, due to their rotation, contributing to the occurrence of a pressure drop between the working and the surface of the blades, and the exit of a liquid or gaseous medium with increased potential and kinetic energy from the volumetric blades through the discharge pipe of the turbomachine, characterized in that a part of the liquid or gaseous medium through the suction pipe from the entrance to the volumetric blades through the inner cavity is directed to their exit, twist it is in a cylindrical chamber at the outlet of the volumetric blades in an intensive vortex motion and mixed with a liquid or gaseous medium moving around the volumetric blades at the exit from them into agnetatelny pipe.

2. The method according to claim 1, characterized in that the region of formation of intense vortex motion of a liquid or gaseous medium in a cylindrical chamber at the exit of the volumetric blades covers no more than 12% of the diameter of the impeller of the turbomachine, and the amount of liquid or gaseous medium aimed at forming in a cylindrical the chamber at the outlet of the volumetric blades of intense vortex motion of a liquid or gaseous medium, makes up no more than 18% of the total amount of liquid or gaseous medium moved through the inlet pipe ora.

3. The method according to claim 1, characterized in that it additionally directs into the cylindrical chamber at the outlet of the volumetric blades a part of the liquid or gaseous medium with increased potential and kinetic energy from the outlet pipe of the turbomachine and form an increase in intense vortex motion in this cavity.