Турбинное колесо гидротрансформатора

Турбинное колесо гидротрансформатора

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5g 4 Е 16 Н 41/28 Э г ф1 . (>Fw yi

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3841207/25-06 (22) 02.01.85 (46) 07.08.86. Бюл. № 29 (71) Институт проблем машиностроения

АН УССР (72) Ю. С. Лейтес (53) 621.226.5 (088.8) (56) Лейтес Ю. С. и др. Применение турбинных колес с плоскими лопастями в комплексных гидротрансформаторах. — Вестник машиностроения, 1980, № 8, с. 20, 21. (54) (57) ТУРБИННОЕ КОЛЕСО ГИДРОТРАНСФОРМАТОРА, содержащее образующие рабочую полость наружный и внутренний торы с размещенными между ними лопастями постоянной толщины, имеющими в одном из средних сечений угол лопасти

90, отличающееся тем, что, с целью снижения гидравлических потерь путем устранения диффузорных участков в межлопастных

„„Я0„„1249252 каналах, рабочая полость выполнена с монотонно уменьшающейся площадью поперечного сечения на участке между входной кромкой колеса и сечением, соответствующим углу лопасти 90, при этом ширина рабочей полости в данном сечении определяется из следующего соотношения:

Ъс=(0,8 4 в) Ъ,ф, зсл pig g)/g д) где Р, — среднее значение угла лопасти на входе колеса; — ширина поперечного сечения рабочей полости на входе колеса; с, — средний радиус на входе колеса; т — средний радиус сечения колеса с углом лопасти 90 ; 1 — коэффициент, учитывающий суммарную толщину лопастей колеса

h.=82!2Ê, где с — толщина лопастей; z — число лопастей.

1249252

Изобретение относится к энергетическому машиностроению и может быть использовано в производстве гидротрансформаторов.

Цель изобретения — снижение гидраглических потерь путем устранения диффузор5 ных участков в мегхлопастных каналах.

На фиг. 1 представлено турбинное колесо, разрез; на фиг. 2 — развертки лопастей; на фиг. 3 — примеры известного (пунктирные линии) и предлагаемого (сплошные линии) построении меридионального сечения 10 рабочей полости; на фиг. 4 -- графики изменения значений относительных геометрических параметров: ширины (Ь) и площади поперечных сечений (Г) раоочей полости, суммарной площади сечений мсжлопастных каналов (Е„) и углов лопастей (Я) в турбинном колесе с известным выполи«IIHEvl рабочей полости; на фиг. 5 — Tîже, в Tóðбинном колесе с предлагаемым выпоlH«HHем рабочей полости.

Турбинное колесо гидротрансформатора содержит наружный и внутренний 2 торы, образующие рабочую полость 3 со средней линией 4 тока. Между торами размещены лопасти 5 постоянной толщины, образующие межлопастные каналы 6, ограниченные lloверхностями смежных лопастей 5 и торов 1 и 2. Средние углы лопастей Р изменяются от значения Pi на входных кромках 7 до

pg на выходных кромках 8, принимая в одном из средних сечений 9 значение А — 90, причем sin Фа существенно меньше, чем

sin A. Площадь поперечного сечения )або30 чей полости 3 определяется как Г= 2 iz Ь и зависит от его ширины b и среднего радиуса г. Причем как площадь F, так и ширина Ь рабочей полости 3 на участке от входной кромки 7 до сечения 9 с углом лопасти 90"

35 уменьшаются. При этом площади сечений межлопастных каналов 6, нормальных к H«êторам относительных скоростей W, определяющих степень конфузорности потока, изменяются следующим образом. (Площадь сечения одного канала F =- 40

=аb зависит от его ширины О и ширины рабочей полости b. Ширина канала опре.цляется выражением а. =2М SL.LL.в/ л — ñ, где х число лопастей колеса; h --толщина одной лопасти. Суммарная площадь

Г, всех сечений межлопастных каналов 6 колеса связана с лощадью Г рабочей по IocTH 3 соотношением

50 ! =-I,ц= 511,б tI .д ) откуда, ввиду малости 8, следует, что Г„ зависит в основном от F u sin Ф .

При равных или мало отличающихся пло- 55 щадях F на входе и выходе площадь за счет величины ь!и Л имеет на выходс значительно меньшее значение, чеM на входе.

Этим обеспечивается конфузорность канала в целом между входной 7 и выходной 8 кромками. Плогцадь Г сечения 9. имеет cv llIccTBcIlHo меньшее значение, чем соответствующие площади сечеHèé на входе и выходе колеса. При этом обводы наружного 1 и внутреннего 2 торов выполнены в меридиональном разрезе колеса с шириной рабочей полости в сечении 9 с 4c = 90", определяемой из следхющего соотношения: с = (Oэ8 — 1>0) Ь, (5(й А, — л ) и с -4, де,6, — среднее значение угла лопасти на входе колеса;

b, — ширина понеречногo сечения рабочей полости на входе колеса; г, -средний радиус на входе колеса; средний радиус сечения колеса с углом лопасти равным 90, Л вЂ” коэффициент, учитывающий суммарную толщину лопастей колеса,й= л4 ;где Е - толщина одной лопасти; л- число лопастей колеса.

При выполнении этого соотношения C коэффициентами 0,8 — 1,0, связанными с конструктивными особенностями турбинных колес гидротрансформаторов, суммарная площадь нормальных к относительным скоростям сечений межлопастных каналов F не превышает в сечении 9 соответствующей площади на входе колеса. Этим обеспечивается бездиффузорное течение на входных участках каналов.

Верхний предел (1,0) приведенного соотношения соответствует равенству таких площадей на входе и в сечении 9; при его превышении входные участки каналов приобретают диффузорность.

Нижний предел (0,8) обеспечивает сохранение необходимой конфузорности канаlo13 между сечением 9 и выходной кромкой 8 колеса. Наружный 1 и внутренний 2 торы очерчивают в меридио алыюм сечении колеса по заданным зна гениям ширины входного Ь,, выходного bz и среднего Ь, сечений.

Б точках пересечения средней линии 4 тока с этими сечениями проводят окружности, диаметры которых определяются шириной соответствук>щих сечений. Торы 1 и 2 выполняют огибающими эти окружности гладкими кривыми, выдерживая непрерывность производных и плавные сопряжения в среднем сечении 9, при этом обеспечивается монотонное уменьшение площади поперечного сечения рабочей полости 3 между входной кромкой 7 и данным сечением (фиг. 1 и 3).

Турбин нос колесо гидротрансформатора работает следук)щим образом.

HoToK ?KHQKocTH входит носительной скоростью W, в межлопастных каналах отдает энергию колесу и покидает его с относительной скоростью W>.

Предлагаемая геометрия проточной части

1249252

15 колеса обеспечивает постепенное, от сечения входных кромок 7 к среднему сечению 9 и далее к сечению выходных кромок 8, уменьшение суммарной плошади сечений межлопастных каналов F и соответствуюшее увеличение относительных скоростей: Ъ,>Ю

Ъ д )Ъ, где Ж вЂ” относительная скорость в сечении 9.

Графики (фиг. 4 и 5) отражают изменение значений относительных геометрических параметров турбинного колеса, определяемых как b=b/Ь; F= F/F; F = Е„/F, где

Ь1, Fr, Fw, — соответствующие геометрические параметры на входе колеса, в зависимости от относительной длины средней линии тока в меридиональном сечении, определяемой как S = S/S, где S, S — соответственно текущее и максимальное значения длин средней линии тока в меридиональном сечении.

При выполнении обводов рабочей полости в соответствии с изобретением полностью устраняется диффузорность входных участков межлопастных каналов, величина суммарной площади межлопастных каналов F при этом монотонно снижается по всей длине каналов.

Таким образом, использование изобретения позволяет получать турбинные колеса гидротрансформаторов с лопастями постоянной толщины с улучшенной проточной частью, лишенной участков диффузорного течения, обуславливающих повышенные гидравлические потери.

l 249252

F

350

-б

Составитель Я. Брацлавский

Техред И. Верес Корректор А. Обручар

Тираж 880 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Редактор В. Петраш

Заказ 4216/36

0,5

Фиг. 4

J3

135