Вихревая машина

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение может быть использовано в качестве турбопривода различных исполнительных устройств и позволяет повысить КПД вихревой машины за счет интенсификации энергообмена между рабочим телом и лопатками колеса. Выполнение входного патрубка 6 с проходным сечением в форме щели 8 позволяет получить многозаходность спирали линий тока рабочего тела, что увеличивает число взаимодействий потока рабочего тела с лопатками 4 колеса 3. Коэффициент 25 в соотношении соответствует запиранию щели 8, а уменьшение длины L<SB POS="POST">щ</SB> щели 8 до значения ниже 0,2<SP POS="POST">.</SP>R приводит к снижению скорости потока в канале 2 до величины, не обеспечивающей эффективного взаимодействия рабочего тела с лопатками 4 колеса 3. Установка направляющих 11 во входном патрубке 6 способствует стабилизации потока на входе, а выполнение поверхности 12 отсекателя 7 наклонной позволяет улучшить уплотнение между входным и выходным участками канала 2. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

СОВХОЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕН1ЫИ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (7 V

О

О (7с (21) 4673117/24-06 (22) 10.02.89 (46) 23.08.91. Бюл, N 31 (71) МГТУ им, Н.Э.Баумана (72) В.Н.Хмара, К.В.Староверов и В.Н.Сергеев (53) 621.438 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1413252, кл. F 01 0 1/08, 1986. (54) ВИХРЕВАЯ МАШИНА (57) Изобретение может быть использовано в качестве турбопривода различных исполнительных устройств и позволяет повысить

КПД вихревой машины за счет интенсификации энергообмена между рабочим телом и лопатками колеса. Выполнение входного патрубка б с проходным сечением в форме

Изобретение относится к турбостроению и может быть использовано в качестве турбопривода. различных исполнительных устройств.

Целью изобретения является повышение КПД вихревой машины за счет интенсификации энергообмена между рабочим телом и лопатками колеса.

На фиг: 1 показана предлагаемая машина; на фиг. 2 — разрез по Б-Б на фиг. 1; на фиг. 3 — вид по стрелке А на фиг. 1; на фиг. 4 — схема образования многозаходного вихревого потока на входном участке рабочего канала.

Вихревая машина содержит корпус 1 с рабочим кольцевым каналом 2 круглого сечения, рабочее колесо 3 с наклонными лопатками 4, выходной патрубок 5. ориентированный относительно лопаток 4 колеса 3, . SUÄÄ 1671906 А1 (я)ю Е 01 0 1/08, Г 04 0 17/06 щели 8 позволяет получить многозаходность спирали линий тока рабочего тела, что увеличивает число взаимодействий потока рабочего тела с лопатками 4 колеса 3. Коэффициент 25 в соотношении соответствует запиранию щели 8, а уменьшение длины Lw щели 8 до значения ниже 0,2 r приводит к снижению скорости потока в канале 2 до величины, не обеспечивающей эффективного взаимодействия рабочего тела с лопатками 4 колеса 3. Установка направляющих 11 во входном патрубке 6 способствует стабилизации потока на входе, а выполнение поверхности 12 отсекателя 7 наклонной позволяет улучшить уплотнение между входным и выходным участками канала 2, 2 з.п. ф-лы, 4 ил. входной патрубок б со смещенной относительно нормальной к оси колеса 3 плоскости симметрии а-а кольцевого канала 2 осью в-в и установленный в канале 2 между входным и выходным патрубками 6, 5 отсекатель 7.

Входной патрубок 6 выполнен с проходным сечением в виде щели 8 с параллельными плоскости а — а симметрии канала 2 стенками

9, 10, а длина L щели 8 в окружном направлении канала 2 на радиусе R колеса 3 выбрана из соотношения

02 Г<(щ<25 —, г2 ,R где (щ — длина щели 8; г — радиус сечения рабочего кольцевого канала 2;

R — радиус рабочего колеса 3.

Вихревая машина может дополнительно содержать пластинчатые направляющие

1671906

11, установленные во входном патрубке 6 с аналогичной ему ориентацией относительно лопаток 4 колеса 3 равномерно вдоль щели 8 по ее длине L .

Поверхность 12 отсекателя 7, обращенная к кольцевому каналу 2 со стороны входного патрубка 6, может быть выполнена наклонной под углом р к плоскости а-а симметрии кольцевого канала 2 в сторону, противоположную смещению оси в-в входного патрубка 6.

При работе вихревой машины рабочее тело подается под давлением во входной патрубок 6, который придает ему определенное направление, обеспечивающее за счет ориентации патрубка 6 и направляющих 11 безударный вход на лопатки 4 колеса

3. Проходя по проточной части, состоящей из канала 2 и межлопаточного пространства колеса 3, рабочее тело воздействует на лопатки 4 и выходит из машины через выходной патрубок 5, При этом струйки потока рабочего тела совершают продольно-вихревое движение — базовое движение при обмене энергией между ними и лопатками 4 колеса 3, При прохождении отдельной струйки потока, входящей на участке EF на лопатки 4 колеса 3, она совершив один виток в вихревом движении, в очередной раз входит на лопатки 4 колеса 3 уже на участке

КМ, а расстояние FK в окружном направлении канала 2 остается свободным для входа рабочего тела. На этом расстоянии и располагаются дополнительные струйки потока, фОрмируемые вытянутой на длину щ щелью

8 входного патрубка 6, что приводит к многозаходности спирали линий тока рабочего тела. Многозаходность обеспечивает малый шаг спирали, т.е. увеличивает число взаимодействий потока рабочего тела с лопатками

4 колеса 3. Предельная длина щ щели 8 увеличивается по мере увеличения давления рабочего тела на входе. Коэффициент 25 в соотношении соответствует запиранию щели 8, т.е. критическому режиму истечения, когда повышение давления рабочего тела не увеличивает его расхода, Уменьшение длины щ щели 8 до значения ниже 0,2

r приводит к снижению расхода рабочего тела до значений, при которых скорости потока в канале 2 не обеспечивают эффектив5

50 ного взаимодействия рабочего тела с лопатками 4 колеса 3.

Установка пластинчатых направляющих

11 во входном патрубке 6 способствует стабилизации потока на входе. особенно при большой длине бщ щели 8.

Выполнение поверхности 12 отсекателя

7 наклонной позволяет улучшить уплотнение между входным и выходным участками канала 2.

Формула изобретения

1. Вихревая машина, содержащая корпус с рабочим кольцевым каналом круглого сечения, рабочее колесо с наклонными лопатками, выходной патрубок, ориентированный относительно лопаток колеса. входной патрубок со смещенной относительно нормальной к оси колеса плоскости симметрии кольцевого канала осью и установленный в канале между входным и выходным патрубками отсекатель, о т л и ч а ющ а я с я, тем, что, с целью повышения КПД вихревой машины за счет интенсификации энергообмена между рабочим телом и лопатками колеса при ее работе в диапазоне входных давлений Р х, - 0,14 — 0.55 МПа, входной патрубок выполнен с проходным сечением в виде щели с параллельным плоскости симМетрии канала стенками, а длина щели в окружном направлении канала на радиусе колеса выбрана из соотношения

0,2 г< L < 25—

R где (щ — длина щели;

r — радиус сечения рабочего кольцевого канала;

R — радиус рабочего колеса, 2. Машина по п,1,отл и ча ю ща яся тем, что дополнительно содержит пластинчатые направляющие, установленные во входном патрубке с аналогичной ему ориентацией относительно лопаток колеса равномерно вдоль щели по ее длине.

3. Машина поп.1 и 2,отл ича ющаяс я тем, что поверхность отсекателя, обращенная к кольцевому каналу со стороны входного патрубка, выполнена наклонной к плоскости симметрии кольцевого канала в сторону, противоположную смещению оси входного патрубка.

1671906

1б 1 Об

Составип.ль А Зитынюк

Редактор Е.Полионова Техред М Моргентал Корректор О.Кравцова

Заказ 2814 Тираж 325 Подписное

ВНИИПИ Государственного коми -:та по изобретениям и открытиям при ГKHI СССР

113035, Москва Ж-35, Рау нская наб. 4/5

Производственно-издательский пмбинат Патент". г. Ужгород. ул.I агарина 101