SU1059217A1 - Рабочее колесо центростремительной турбины - Google Patents

Abstract

1. РАБОЧЕЕ КОЛЕСО ЦЕНТРОСТРЕМИТЕЛЬНОЙ ТУРБИНЫ, преимущественно микротурбодетандера, содержащее несущий диск с рабочими лопатками на его меридианальной поверхности, образующими лопаточные каналы, отличающеес  тем, что, с целью снижени  гидравлических потерь, на меридианальной поверхности несущего диска в зоне межлопаточных каналов выполнены открытые микроканалы посто нно по всей длине сечени . 2. Колесо по п. 1, отличающеес  тем, что при его выполнении с покрывным диском на поверхности последнего, обращенной к лопаточным каналам, также выполнены микроканалы, зеркально повтор ющие профиль микроканалов несущего диска. S ел Х) ю

Description

Изобретение относитс  к энергетике, в частности к центростремительным турбинам и микрогурбодетандерам. Изёестны рабочие колеса, выполн емые с определенным числом лбпаток. Количество лопаток выбираете в зависимости от размеров колеса и техйологии его изготовлени . Существует оптимальное число лопаток , определ емое по формуле - , при котором исключаютс  вихреобразовани  в межлопаточных каналах колеса, ко- Ю торые провод т к повышенным гидравлическим потер м 1. Однако при уменьщении размеров колеса выдержать оптимальное количество лопаток не представл етс  возможным из-за ограничений технологии изготовлени  и вибропрочности лопаток. Поэтому при малых размерах рабочего колеса выполн ют лопатки с двухъ русным облопачиванием: часть лопаток в меридианаль ом направлении имеет полную прот женность от вхо- 20 да в колесо до его выхода, а часть лопаток имеет частичную прот женность. Известны рабочие колеса центростремительных турбин, содержащие несущий диск с рабочими лопатками на его меридианальной поверхности, образующими лопаточные каналы. Количество лопаток на входе в. колесо увеличено в сравнении с рабочим колесом, имеющим лопатки одной длины, а выход из колеса не изменен 2. Недостатком этих колес  вл етс  то, о что наличие дополнительных коротких лопаток все же не дает возможность обеспечить оптимальное количество лопаток, поэтому полностью не устран ет вихреобразование в межлопаточных каналах и, следовательно , потери, св занные с отрывом пото- 35 ка от поверхности лопаток, остаютс , что снижает эффективность рабочего колеса. Цель изобретени  - снижение гидравлических потерь путем уменьшени  потерь, св занных со срывом потока от поверхности лопатки и от обратных токов газа в межлопаточных каналах. Указанна  цель достигаетс  тем, что в рабочем колесе центростремительной турбины , преимущественно микротурбодетандера , содержащем несущий диск с рабочими 45 лопатками на его меридианальной поверхности , образующими лопаточньш каналы, на меридианальной поверхности несущего диска в зоне межлопаточных каналов выполнены открытые микроканалы посто нного по всей длине сечени . Кроме того, при выполнении колеса с покрывным диском на поверхности по10592 50 17 слёднего, обращенной к лопаточным каналам , также выполнены микроканалы, зеркально повтор ющие профиль микроканалов йесуш,его диска. На фиг. 1 показано рабочее колесо центростремительной турбины полуоткрытого типа; на фиг. 2 - часть развертки входа в межлопаточные каналы полуоткрытого колеса; на фиг. 3 - часть развертки входа в межлопаточные каналы закрытого колеса . Полуоткрытое колесо, изображенное на фиг. 1 и 2, состоит из лопаточного диска 1, рабочих лопаток 2 и микроканалов 3, выполненных между лопатками 2 с шагом L и высотой в Микро«аналы 3 глубину а и щаг В, определ емый имеют ношени  -f- 0,05-0,5. из соотношени  -j На фиг. 3 изображена часть развертки входа в закрытое колесо, имеющее лопаточный диск1 и покрывной диск 4, в котором микроканалы 3 расположены в межлопаточных каналах на лопаточном 1 и покрывном 4 дисках. В покрывном диске 4 микроканалы 3 зеркально повтор ют профиль микроканалов лопаточного диска 1. Оптимальные соотнощени  4- (отношение шага микроканала к шагу основных лопаток) выбраны из условий технологии изготовлени . Шаг микроканала определ етс  диаметром фрезы. При изготовлении колес малого диаметра 0 10-30 мм конструкци  колеса не позвол ет применение фрез большого диаметра, так как рассто ние между выходными кромками лопаток рабочего колеса сравнительно мало. Из услови  прочности инструмента минимально возможный диаметр фрезы 0 0,6 мм. В колесах большего диаметра это соотношение возрастает, так как возможно применение инструмента большего диаметра. Из этого следует предел изменени  относительного шага 0,05-0,5. Глубина канала так же определ етс  из условий технологии, Специальных, экспериментальных исследований , вы  ит ющих оптимальные соотношени , не проводилось. При работе турбины или турбодетандера расшир ема  рабоча  среда,, попада  рабочее колесо, отдает свою кинетическую и потенциальную энергию как рабочим лопаткам 2 колеса, так и стенкам микроканалов 3, расположенным на лопаточном 1 и покрывном 4 дисках. Наличие микроканалов преп тствует бихреобразованию, снижает гидравлические потери и повышает эффективность колеса и, следовательно, турбины в целом.

//

7 2

фиг.З

J (Pt/z.2

t

z.

Claims (2)

1. РАБОЧЕЕ КОЛЕСО ЦЕНТРОСТРЕМИТЕЛЬНОЙ ТУРБИНЫ, преимущественно микротурбодетандера, содержащее несущий диск с рабочими лопатками на его меридианальной поверхности, образующими лопаточные каналы, отличающееся тем, что, с целью снижения гидравлических потерь, на меридианальной поверхности несущего диска в зоне межлопаточных каналов выполнены открытые микроканалы постоянно по всей длине сечения.

2. Колесо по π. 1, отличающееся тем, что при его выполнении с покрывным диском на поверхности последнего, обращенной к лопаточным каналам, также выполнены микроканалы, зеркально повторяющие профиль микроканалов несущего диска.