Щелевая лопатка осевой турбомашины
Патент 714024
Авторы
Щелевая лопатка осевой турбомашины
Иллюстрации
Реферат
Союз Советских
Социалистических
Республик
<1>714024
К АВТОРСКОМУ СВИДИЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. саид-ву(22) Заявлено 091075 (21) 2178860/24-06 с присоединением заявки Мот— (23) Приоритет
Опубликовано:0502ф0, Бюллетень М 5 (51)М. Кл.2
F D 5/12
F 04 D 29/36
Государственный комитет
СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 621.438-226.2(088.8) Дата опубликования описания 0502,80 (72) Авторы изобретения
А.И ° Луговской, Д.П. Устинов и В.Г. Бедим
Каменский машиностроительный завод и Тульский политехнический институт (71) Заявители (54) ЩЕЛЕВАЯ ЛОПАТКА ОСЕВОЙ ТУРБОМАШИНЫ
Изобретение относится к турбостроению.
Известна. щелевая лопатка осевой турбомашины, являющаяся наиболее близкой по технической сущности н .. 5 достигаемому эффекту к изобретению, образованная двумя профилями с радиальной щелью между ними (1 j.
Однако отсутствие рекомендаций, . 1О касающихся соотношений между геомет-* рическими параметрами профилей, составляющих щелевую лопатку, и формы щели, значительно затрудняет профилирование щелевой лопатки, правильный выбор размеров щели и приводит к увеличенным потерям давления. Целью изобретения является умень шение потерь.
Указанная цель достигается тем, что отношение угла установки первого . по ходу потока профиля к углу установки второго и их углов изгиба постоянны по высоте лопатки и равны 25 соответственно 2/3 и 5/3, а выходное сечение цели расположено от входной кромки лопатки на расстоянии, определяемом из соотношения: = 0,2 Ь 4 0,664Ь
2 где f — стрела прогиба средней ли-, нии лопатки;
Ь вЂ” хорда лопатки.
На чертеже изображена лопатка, лоперечное сечение.
Щелевая лопатка образована двумя профилями 1 и 2 с радиальной щелью 3 между ними, причем отношения угла установки 8„,первого по ходу потока профиля 1 к углу установки Ок второго профиля 2 и их углов изгиба
3 и д .постоянны по высоте лопатки
2 и равны соответственно 2/3 и 5/3, а выходное сечение 4 щели 3 расположено от входной кромки A лопатки на расстоянии Pg определяемом из соотношения: е=-0, 2 т + О, 664 Ь, где f — стрела прогиба средней линии AC лопатки;
Ь вЂ” хорда лопатки.
Геометрические параметры щелевой лопатки также включают хорду Ь профиля 1, хорду Ь профиля 2, радиус
Кривизны р средйей линии AC и ДВ первого н второго профилей 1 и 2, суммарный угол изгиба 2 Э, суммарный угол установки О„, расстояние входного сечения щели 3 от вход2 ной кромки А, ширину цели на входе щ и ширину цели на выходе п, 714024
Построение профильного сечения лопатки выполняют в следующем порядПо найденным в результате аэроди"" намического расчета суммарным величинам 6, р, 2 3 и 8 вначале из центра О проводится средняя линия сечения в виде дуги окружности радиусом у и центральным углом 2 J . В общем случае средняя линия -может отли чаться от дуги окружности.и иметь, например, двухпараметрическую форму. Хорду стягивающую расположенйые на средней линии кромки A и В проводят под углом б„ к плоскости вращения П. Далее на хорде Ь откла дывают координату (<от точки А до точки Е. Из точки Е восстанавлива ют перпендикуляр до пересечения со средней линией в точке С. Отрезок
"AC представляет хорду Ь профиля
1 и наклонен к плоскости вращения П под углом О„ . Угол установки 8 второго профиля 2 находят умножени.ем величины угла 8 на 3/2, причем этот множитель одинаков для всех сечений по высоте лопатки. Из точки В под углом О„ проводят прямую, отрезок BD которой представляет хорду Ь профиля 2. Местонахождение точки Д определяют отношением угла изгиба 2 3 средней ликии профиля 2 к углу 3 3< профиля 1. Это отношение по высоте лопатки одина ково и равно 3/5. Среднюю линию профиля 2 очерчивают из центра О@ таким же, как и средняя линия профиля 1 радиусом у
Таким образом, выполняют первую стадию построения профильного се.чения щелевой лопатки, которая оп-. ределяет взаимное положение профилей 1 и 2. Затем выбирают тип про филя, например ламинарный, и йа дугах средних линий AC и ВЯ строят по кобрдинатам профиль 1, а затем профиль 2. При этом размеры щели 3 по ширине m и и и перекрытие получают автоматически также, как и ее форму в виде малого криволийейного конфузора..
Построив таким образом корневое сеченйе, концевое и несколько промежуточных, их нанизывают на общую ось совмещения профилей 0-0, полностью определяя таким образом контур щелевой лопатки.
Поток, набегая на переднюю кромку А лопатки, разделяется на две
5 части, одна — движется вдоль верх-. ней выпуклой поверхности лопатки, в другая - вдоль нижней вогнутой поверхности. Интенсивное нарастанйе пограничного слоя на поверхности лопатки, которое происходит при больших грандиентах давления, приводит к появлению опасности отрыва потока от поверхности лопатки. 3а счет разности давлений часть массы потока эжектируется чеРез цель 3 с нижней поверхности лопатки, где давление повышенное, на верхйюю поверхность в область пониженного давления, ускоряя при этом течение
- a пограничном слое и затягивая его отрыв.
Таким образом, построение профилей щелевой лопатки.с постоянными отношениями углов изгиба и установки обеспечивает оптимальное сочета ние"геометрйческих йараметров щели при любых значениях суммарных геометрических параметрах целевой лопатки.
Формула изобретения
Целевая лопатка осевой турбомашины, образованная двумя профилями
35 с радиальной щелью между ними, о тл и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью уменьшения потерь, отношение угла установки первого по ходу по тока профиля к углу установки второго и их углов изгиба постоянны по высоте лопатки равны соответственно 2/3 и 5/3, а выходное сечение щели расположено от.входной кромки лопатки на расстоянии, определяемом: из соотношения: =-0,2 + 0,664Ь, где. f — стрела прогиба средней линии л опат ки1
Ь- хорда лопатки.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
5О 1, Патент Ивейцарии Р 385406, кл. 27 с 12/11, опублик. -1960.
714024
Составитель Т. редактор м. Василнена техред л.алферона . корректор и. Мариши
Заказ 9243/26 Тираж 583 Подписное
ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Филиал ППП Патент, г. ужгород, ул. Проектная, 4