Способ профилирования рабочих и направляющих винтовых лопаток паровых и газовых турбин

Способ профилирования рабочих и направляющих винтовых лопаток паровых и газовых турбин

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

№ 70723

Класс 14с, 11а, СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

С. И. Шевяков

Г

СПОСОБ ПРОФИЛИРОВАНИЯ РАБОЧИХ И-" HAПРАВЛЯКНЦИХ

ВИНТОВЫХ ЛОПАТОК ПАРОВЫХ И ГАЗОВЫХ ТУРБИН

Заявлено 2 января 1946 г. за № 10126/342141 в Народный комиссариат авиационной промышленности СССР

Опубликовано в «Бюллетене изобретений» № 5 за 1959 r.

Экономичность турбины зависит от ряда конструктивных факторов и, главным образом, от профиля проточной части ступени. Обычно этот профиль выполняют при неизменных углах а> и рз вдоль лопатки, а угол р1 делают переменным, если при этом длина лопатки достигает определенной величины. Условие это сообщается как в активных ступенях турбины, так и реактивных. Однако, при этом упускается из виду непостоянство степени реактивности вдоль лопатки, являющейся следствием центробежного эффекта, возникающего в каналах проточной части.

Предлагаемый новый способ профилирования рабочих и направляющих винтовых лопаток паровых и газовых турбин с переменным по высоте лопатки углом входа рабочей лопатки и .выхода направляющей дает возможность повысить к.п.д. турбины.

Отличительной особенностью этого способа является то, что изменение упомянутых углов вдоль лопаток осуществляется ло закону параболы.

Фиг. 1 изображает зависимость углов ат, Р> и р> и степени реактивности r от окружной скорости U вдоль лопатки, фиг. 2 — примерный профиль рабочей лопатки, фиг. 3 — примерный профиль направляющий лопатки.

Закон изменения углов а1, р и Р2 и степени реактивности r вдоль лопатки подчиняется условию постоянства коэффициента полезного действия т1п; или т1; и,постоянству абсолютной скорости Св вдоль лопатки. причем направление Сз должно быть осевым.

От .первого из этих условий зависит количественное изменение углов ат, Р> и Р>, степень реактивности r вдоль лопатки и прочие величины, характеризующие ступень турбины. № 70723

Второе (дополнительное) условие — это прибор направления аосолютной скорости выхода газа (пара) с рабочих лопаток.

Это направление может быть выбрано или осевым, или под углом отличным от 90 .

При наличии постоянства ч; (ч „ ) вдоль лопатки и аксиального направления С> на выходе количественное изменение углов а1, р1 и р> и степени реактивности вдоль лопатки определяется следующими уравнениями: а-"а, tg),= или tg8,= т р 20u 2

С

С,. v,; tg

С о y — 26и (ае — ази ) Со>, 2 а,(20р„)

r=l () или r= l а,(20 а)

Здесь: р я р р Со . ;

20р 20о

2) а, = 8(l — в ) q.

3) а, = о (Π— q.)т о — О C, 4) а, = 0(1 — ф )

5) U — окружная скорость б) Со — адиабатическая скорость

7) C> — абсолютная скорость выхода газа с рабочих лопаток.

8) Π— коэффициент, учитывающий.потери от трения и вентиляции

9) ср и ф — коэффициенты (скоростные) 10) р=

С2 3,ыех

11) т =—

2g. R

12)

13) К â€”; R —; У, — мощность ступени турбины

При неосевом выходе с рабочих лопаток и при 11; + const вдоль лопатки аналитическая зависимость углов а, Р> и Р степени реактивности r от U (длины лопатки) иная.

Наибольшее значение 11,- соответствует постоянно его значению вдоль лопатки и осевому выходу С> с рабочих лопаток. Тогда будет иметь место:

1. С»= const вдоль лопатки.

2. h „= const вдоль лопатки.

3. Циркуляция на входе 1> — — const вдоль лопатки.

4. Циркуляция на выходе Г = const вдоль лопатки.

5. C a = const вдоль лопатки. б. С.а= const вдоль лопатки.

Давление и температура газа (пара) на выходе с рабочих лопаток постоянны вдоль лопатки. № 70723

Углы а1, р1 и Pq изменяются вдоль лопатки, причем а1 и Р1 возрастают от корня к периферии лопатки, а P2 — уменьшается. Степень реактивности r + const вдоль лопатки.

Предмет изобретения

Способ профилирования рабочих и направляющих винтовых лопаток паровых и газовых турбин с переменным по высоте лопатки углом входа рабочей лопатки и выхода направляющей, отличающийся тем, что изменение упомянутых углов вдоль лопаток осуществляется по закону параболы. г

Ц

Фуа. "

Редактор H. Н. Дубровин Текред А. Кудрявицкая Корректор Н. В. Гераськина

Подп. к пен. 19/Vl — 64 г. Формат буи. 70 X 108 /ic Объем 0,26 изд. л.

Заказ 0933/4 Тираж 200 Цена 5 коп.

ЦНИИПИ Государственного комитета по делам изобретений и открытий СССР

Москва, Центр, пр. Серова, д. 4

Типография, пр. Сапунова, 2