SU1562474A1 - Francis turbine - Google Patents

Francis turbine Download PDF

Info

Publication number
SU1562474A1
SU1562474A1 SU884460835A SU4460835A SU1562474A1 SU 1562474 A1 SU1562474 A1 SU 1562474A1 SU 884460835 A SU884460835 A SU 884460835A SU 4460835 A SU4460835 A SU 4460835A SU 1562474 A1 SU1562474 A1 SU 1562474A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
impeller
wheel
radius
blade
const
Prior art date
Application number
SU884460835A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Георгий Михайлович Лисичкин
Леонид Яковлевич Лазарев
Евгений Анатольевич Игнатьевский
Юрий Дмитриевич Артамонов
Виктор Леонидович Либин
Вадим Михайлович Шутин
Original Assignee
Предприятие П/Я Г-4461
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Предприятие П/Я Г-4461 filed Critical Предприятие П/Я Г-4461
Priority to SU884460835A priority Critical patent/SU1562474A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1562474A1 publication Critical patent/SU1562474A1/en

Links

Abstract

Изобретение может быть использовано при проектировании турбин различного назначени  с высокими энергетическими показател ми и позвол ет повысить экономичность турбины за счет устранени  отрывных течений в рабочем колесе. Радиусы Rвн и Rн внутреннего и наружного обводов 6 и 5 определ ютс  по формуле в зависимости от: Z - координаты вдоль оси колеса 3The invention can be used in the design of turbines of various purposes with high energy indices and allows to increase the efficiency of the turbine by eliminating separated currents in the impeller. The radii R and R n ext inner and outer contours 5 and 6 are determined by the formula according to: Z - coordinate along the wheel axis 3

R1 - наружного радиуса колеса 3R 1 - outer radius of the wheel 3

L1, L2 - высоты лопаток 4 рабочего колеса 3 на входе и выходе соответственноL 1 , L 2 - the height of the blades 4 of the impeller 3 at the entrance and exit, respectively

R2 - среднего радиуса колеса 3 на выходеR 2 - the average radius of the wheel 3 at the exit

B - ширины колеса 3. Координату U средней линии профил  лопатки 4 выбирают по формуле в зависимости от: R - текущего радиуса рабочего колеса 3B - wheel width 3. The U coordinate of the middle line of the blade profile 4 is chosen according to the formula depending on: R - the current radius of the impeller 3

Zр - количества лопаток 4 рабочего колеса 3Z p - the number of blades 4 of the impeller 3

βср -угла лопатки 4 на выходе из рабочего колеса 3 на радиусе R2. Толщину DZ профил  лопатки 4 выбирают по формуле в зависимости от: D2, D2K, D2B - толщины выходной кромки профил  лопатки 4 при ее сечении цилиндрическими поверхност ми радиуса R = CONST, R1 = CONST и (R2 - L2/2) = CONST соответственноβ cf is the corner of the blade 4 at the exit of the impeller 3 at radius R 2 . The thickness D Z profile of the blade 4 is chosen according to the formula depending on: D 2 , D 2K , D 2B — thickness of the output edge of the profile of the blade 4 when it is cut with cylindrical surfaces of radius R = CONST, R 1 = CONST and (R 2 - L 2 / 2) = CONST respectively

Z - координаты вдоль оси колеса 3Z - coordinates along the axis of the wheel 3

B - ширины колеса 3 и коэффициента KZ = 10,4 - 0,8. Профилирование проточной части рабочего колеса 3 по этим формулам позвол ет устранить отрывные течени  в колесе 3, что позвол ет получить более высокий КПД. Кроме того, подобное профилирование обеспечивает радиальное расположение образующих лопаток 4, что предопредел ет отсутствие в них изгибающих напр жений от центробежных сил при вращении колеса и обеспечивает прочность и надежность конструкции. 4 ил.B is the width of the wheel 3 and the coefficient K Z = 10.4 - 0.8. Profiling the flow part of the impeller 3 according to these formulas makes it possible to eliminate the separation currents in the wheel 3, which allows to obtain a higher efficiency. In addition, such profiling provides a radial arrangement of the forming blades 4, which predetermines the absence of bending stresses in them from centrifugal forces during rotation of the wheel and ensures the strength and reliability of the design. 4 il.

Description

ва лопаток 4 рабочего колеса 3; угла лопатки 4 на выходе из рабочего колеса 3 на радиусе R. Толщину dz профил  лопатки 4 выбирают по форму- ле в зависимости от: d2, dZK , da& - толщины выходной кромки профил  лопатки 4 при ее сечении цилиндрическими поверхност ми радиуса R const, R, const и (Ru - lu/2) const соответственно; Z - координаты вдоль оси колеса 3; В - ширины колеса 3 и коэффициента Kz 10,4 - 0,8. Профилирование проточной части рабочего колеса 3 по этим формулам позвол ет устранить отрывные течени  в колесе 3, что позвол ет получить более высокий КПД. Кроме того, подобное профилирование обеспечивает радиальное расположение образующих лопаток 4, что предопредел ет отсутствие в них изгибающих напр жений от центробежных сил при вращении колеса и обеспечивает прочность и надежность конструкции. 4 ил.va blades 4 impeller 3; the angle of the blade 4 at the exit of the impeller 3 at a radius R. The thickness dz of the profile of the blade 4 is chosen according to the formula depending on: d2, dZK, da & - thickness of the output edge of the profile of the blade 4 at its cross section by the cylindrical surfaces of radius R const, R, const and (Ru - lu / 2) const, respectively; Z - coordinates along the axis of the wheel 3; B - wheel width 3 and coefficient Kz 10.4 - 0.8. Profiling the flow part of the impeller 3 according to these formulas makes it possible to eliminate the separation currents in the wheel 3, which allows to obtain a higher efficiency. In addition, such profiling provides a radial arrangement of the forming blades 4, which predetermines the absence of bending stresses in them from centrifugal forces during rotation of the wheel and ensures the strength and reliability of the design. 4 il.

Изобретение относитс  к турбостроению и может быть использовано при проектировании турбин различного назначени  с высокими энергетическими показател ми.The invention relates to turbine engineering and can be used in the design of turbines for various purposes with high energy indices.

Цель изобретени  - повышение экономичности турбины за счет устране-. ни  отрывных течений в рабочем колесе. На фиг. 1 показана турбина, продольный разрез; на фиг. 2- средн   лини  профил  в угловых координатах на цилиндрической поверхности R const с осью Z; на фиг. 3 - средн  лини  профил  в линейных координатах на цилиндрических поверхност х R, const, Rj, const, R4 - 12/2 const; на фиг. 4 - телесный про- филь лопатки на цилиндрической поверхности R const.The purpose of the invention is to increase the efficiency of the turbine by eliminating. no tearing currents in the impeller. FIG. 1 shows a turbine, longitudinal section; in fig. 2 is the middle line of the profile in angular coordinates on a cylindrical surface R const with the Z axis; in fig. 3 — average line of a profile in linear coordinates on cylindrical surfaces R, const, Rj, const, R4 - 12/2 const; in fig. 4 - solid profile of a blade on a cylindrical surface R const.

Радиально-осева  турбина содержит входной патрубок 1, радиальный лопа- 40 точный сопловой аппарат 2 и радиальThe radial-axial turbine contains an inlet 1, a radial blade 40 precision nozzle apparatus 2 and a radial

но-осевое закрытое рабочее колесо 3 . с лопатками 4 и наружным и внутренним but-axial closed impeller 3. with blades 4 and external and internal

обводами 5 и 6. Радиусы R6H и RH внутреннего и наружного обводов 6 и 45 5 в меридиональной плоскости выбраны i в соответствии с уравнени миcontours 5 and 6. Radii R6H and RH of the inner and outer contours 6 and 45 5 in the meridional plane are selected i in accordance with the equations

RBH . U-R ™4-)- Кц Rf.Ml.Rt. JL)RBH. U-R ™ 4 -) - Kts Rf.Ml.Rt. Jl)

Rj,Rj,

L ;L;

Ri Ri

It .It.

KIKI

Z B5Z B5

7 Z7 Z

i , i,

Z - координата вдоль оси колеса 3; наружный радиус колеса 3; 1, Дд- высота лопаток 4 рабочего колеса 3 на входе и выходе соответственно;Z - coordinate along the axis of the wheel 3; outer radius of the wheel 3; 1, DD - the height of the blades 4 of the impeller 3 at the entrance and exit, respectively;

средний радиус колеса 3 на выходе; average radius of the wheel 3 at the exit;

В - ширина колеса 3. Координату средней линии профил  лопатки 4 выбирают в соответствии с уравнени ми,B is the width of the wheel 3. The coordinate of the centerline of the profile of the blade 4 is chosen in accordance with the equations

U-R-Ч при 0 Ј Z В-Ъ , при В - 1 , Z i В, Cf A-(l - Z)6,U-R-H at 0 Ј Z B-b, at B - 1, Z i B, Cf A- (l - Z) 6,

,,

где A Cft+u , В А Д - (0,7 - 0,8)where A Cft + u, B A D - (0.7 - 0.8)

j - углова  координата среднейj - the angular coordinate of the average

линии профил ;profile lines;

R - текущий радиус рабочего колеса 3; Zp - количество лопаток 4 рабочегоR is the current radius of the impeller 3; Zp - the number of blades 4 working

РR

ср глWed Ch

колеса 3, - угол лопат ки 4 на выходе изwheels 3, - the angle of the blade 4 at the exit from

рабочего колеса 3 се R,impeller 3 ce R,

на радиуаютon the radium

толщину dz профил  лопатки 4 выбив соответствии с уравнениемthickness dz blade 4 profile knocking out according to the equation

5555

,,.„,,-ЈЈ.,,. „,, - ЈЈ.

- -|м i,- - | m i,

12В12V

R R

5 15 1

EiJL djic REiJL djic R

Y,Y,

Kz (0,4 - 0,8);Kz (0.4-0.8);

d, d2K , dl& - толщины выходной кромки профил  лопатки 4 при ее сечении цилиндрическими поверхност ми радиуса R const, R const и (Ra-l2/2) const соответственно.d, d2K, dl & are the thickness of the output edge of the blade 4 profile when it is cut with cylindrical surfaces of radius R const, R const and (Ra-l2 / 2) const, respectively.

При работе турбины рабочее тело поступает во входной патрубок 1, выполненный в виде улитки, равномерное распредел ющей его по соплам соплового аппарата 2. Проход  через рабочее колесо 3 с лопатками 4, рабочее тело отдает ему энергию. Профилирование проточной части рабочего колеса 3 радиально-осевой турбины согласно приведенным формулам позвол ет создать серию турбин, в проточной части которых отсутствуют отрывные течени , что позвол ет получить высокий КПД. Подобное профилирование обе печивает радиальное расположение образующих лопаток 4, что предопредел ет отсутствие в них изгибак дих напр жений от центробежных сил при вращении колеса 3 и, следовательно, обеспечивает прочность и надежность конструкции. Така  форма лопаток 4 . позвол ет получить колесо 3 фрезерованием цилиндрической фрезой на фрезерном станке с числовым программным управлением. При этом не требуетс  набора фасонных фрез, существенно упрощаетс  программа обработки рабочего колеса 3,° уменьшаетс  трудоемкость изго/говлени .During turbine operation, the working fluid enters the inlet nozzle 1, made in the form of a cochlea, uniformly distributing it through the nozzles of the nozzle unit 2. The passage through the impeller 3 with blades 4, the working fluid gives it energy. Profiling the flow part of the impeller 3 of a radial-axial turbine according to the above formulas allows to create a series of turbines, in the flow part of which there are no separated currents, which allows to obtain a high efficiency. Such profiling both bakes the radial arrangement of the forming blades 4, which predetermines the absence in them of bending stress and centrifugal forces during rotation of the wheel 3 and, therefore, ensures the strength and reliability of the design. Such a blade shape 4. allows you to get the wheel 3 by milling a cylindrical mill on a numerical control milling machine. This does not require a set of shaped cutters, the impeller 3 treatment program is greatly simplified, the labor / production complexity of the impeller is reduced.

Claims (1)

Формула изобретени Invention Formula Радиально-осева  турбина, содержаща  входной патрубок, радиальный лопаточный сопловой аппарат и радиально-осевое закрытое рабочее колесо с лопатками и наружным и внутренним обводами, отличающа - с   тем, что, с целью повышени  экономичности за счет устранени  отрывных течений в рабочем колесе турбины, радиусы внутреннего ReH и наружного R,H обводов в меридиональной плоскости выбирают в соответствии с уравнени миA radial-axial turbine containing an inlet, a radial blade nozzle and a radial-axially closed impeller with blades and external and internal contours, so that, in order to improve efficiency by eliminating tear-off currents in the turbine impeller, the radii inner ReH and outer R, H contours in the meridional plane are selected in accordance with equations ) ) 2 2 R2 +R2 + R,l-( 1- RH R, l-(1-R - Jkj.-Ji-z ;R, l- (1- RH R, l- (1-R - Jkj.-Ji-z; 7 - 2 . L B-l,7 - 2. L b-l Z - координата вдоль оси колеса; R, - наружный радиус колеса; 1,,12- высота лопаток рабочего колеса соответственно на входе и выходе;Z - coordinate along the wheel axis; R, is the outer radius of the wheel; 1, 12 - the height of the impeller blades, respectively, at the entrance and exit; R - средний радиус колеса на выходе;R is the average radius of the wheel at the exit; В - ширина колеса, координату U средней линии профил  лопатки выбирают в соответствии с уравнениемB is the width of the wheel, the U coordinate of the middle line of the blade profile is chosen in accordance with the equation U R с при 0 Z В - 1,, U 0 при В - 1, Z В, If A(1-Z)6U R with at 0 Z B - 1 ,, U 0 at B - 1, Z B, If A (1-Z) 6 где А (f i + Л ;where A (f i + L; ВAT - ctgPS.- ctgPS. -д ,d 22 ЧЧ z5HH z5 ZPZP U (0,7 - 0,8)ftj.U (0.7 - 0.8) ftj. LP - углова  координата среднейLP - the angular coordinate of the average линии профил , рад; R - текущий радиус рабочего колеса;profile line, happy; R is the current radius of the impeller; Zp - количество лопаток рабочего колеса;Zp - the number of blades of the impeller; Л°РL ° R м- - угол лопатки на выходе из рабочего колеса на радиусе R{, а толщину dz профил  лопатки выбирают в соответствии с уравнениемm- - the angle of the blade at the exit of the impeller at a radius R {, and the thickness dz of the blade profile is selected in accordance with the equation dz dz ГKz Z 1GKz Z 1 1+-аг 501 + -ag 50 где d, (R,- Ь)+Л;where d, (R, - b) + L; l-(Rt- lt/2)L2 Jl- (Rt-lt / 2) L2 J ЧвR Cvr Eli dfl REli dfl R R,R, Kz 0,4 - 0,8 ;Kz 0.4 - 0.8; d d2((, d/26 - толщины выходной кромки профил  лопаткиd d2 ((, d / 26 - thickness of the output edge of the blade profile при ее сечении цилиндрическими поверхност ми радиуса R const,at its cross section by cylindrical surfaces of radius R const, пP Составитель А.Зитынюк Редактор Н.Яцола ТехредМ.ДидыкCompiled by A. Zitynyuk Editor N. Yatsola Tehred.Didyk Заказ 1043Order 1043 Тираж 429Circulation 429 ВНИИПИ Государственного комитета по.изобретени м и открыти м при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушска  наб., д. 4/5VNIIPI State Committee for Inventions and Discoveries at the State Committee on Science and Technology of the USSR 113035, Moscow, Zh-35, 4/5 Raushsk nab. R 4 const и (Кг - 12/2) const соответственно.R 4 const and (Kr - 12/2) const, respectively. ФигМFigm Корректор С.ЧерниCorrector S.Cherni ПодписноеSubscription
SU884460835A 1988-07-18 1988-07-18 Francis turbine SU1562474A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU884460835A SU1562474A1 (en) 1988-07-18 1988-07-18 Francis turbine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU884460835A SU1562474A1 (en) 1988-07-18 1988-07-18 Francis turbine

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1562474A1 true SU1562474A1 (en) 1990-05-07

Family

ID=21389909

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU884460835A SU1562474A1 (en) 1988-07-18 1988-07-18 Francis turbine

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1562474A1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2612309C1 (en) * 2015-10-26 2017-03-06 Государственный научный центр Российской Федерации - федеральное государственное унитарное предприятие "Исследовательский Центр имени М.В. Келдыша" Centripetal turbine
RU2694560C1 (en) * 2018-09-12 2019-07-16 Государственный научный центр Российской Федерации - федеральное государственное унитарное предприятие "Исследовательский Центр имени М.В. Келдыша" Centripetal turbine

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Михненков Л.В., Коваленко Б.Ф. Исследование радиально-осевых турбин. Труды конференции молодых специалистов НАМИ, 1969. *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2612309C1 (en) * 2015-10-26 2017-03-06 Государственный научный центр Российской Федерации - федеральное государственное унитарное предприятие "Исследовательский Центр имени М.В. Келдыша" Centripetal turbine
RU2694560C1 (en) * 2018-09-12 2019-07-16 Государственный научный центр Российской Федерации - федеральное государственное унитарное предприятие "Исследовательский Центр имени М.В. Келдыша" Centripetal turbine

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5846055A (en) Structured surfaces for turbo-machine parts
CN101708559B (en) Five-coordinate plunge milling machining method of closed type bladed disc
US2619318A (en) Turbomachine rotor
JP2685802B2 (en) Electrodes for electrolytic machining of airfoil blades
US4066381A (en) Turbine stator nozzles
US6676826B2 (en) Method for production of a rotor for centrifugal compressors
CN1251153A (en) Steam turbine and blades thereof
US11925986B2 (en) Method for manufacturing a blade comprising a bathtub tip integrating a small wall
EP2815109B1 (en) Method for forming a cooling hole
GB2465337A (en) Cooling arrangement for a gas turbine engine component
Boletis Effects of tip endwall contouring on the three-dimensional flow field in an annular turbine nozzle guide vane: Part 1—experimental investigation
US11053803B2 (en) Airfoils and core assemblies for gas turbine engines and methods of manufacture
CN106958469B (en) The movement-oriented part of steamturbine exhaust apparatus and the exhaust apparatus of steamturbine
SU1562474A1 (en) Francis turbine
CN108145222A (en) Enclosed blisk pocketing processing method
CN107075957A (en) Turbine blisk and its manufacture method
EP3710680A2 (en) Gas turbine blade and method for producing such blade
Zaccaria et al. Investigation of three-dimensional flowfield at the exit of a turbine nozzle
SU857517A1 (en) Turbomachine outlet pipe
CN102470495B (en) Optimized method for manufacturing a one-piece bladed disc by abrasive water jet
US20050135923A1 (en) Cooled vane cluster
Acosta et al. Effects of leading edge sweep on the cavitating characteristics of inducer pumps
Ramzi et al. Numerical study of passive control with slotted blading in highly loaded compressor cascade at low Mach number
Cumpsty Part-circumference casing treatment and the effect on compressor stall
JPS5944482B2 (en) axial turbine