РЕШЕТКА ПРОФИЛЕЙ ОСЕВОГО КОМПРЕССОРА Российский патент 1997 года по МПК F04D29/32 

Описание патента на изобретение RU2096666C1

Изобретение относится к области авиационного и энергетического машиностроения и посвящено совершенствованию лопаточного аппарата осевых компрессоров. Известны решетки-профили осевых компрессоров, характеризуемые хордой профиля b, максимальной толщиной Δ, углом bу, шагом t и прогибом средней линии (рис. 1а). Углы между касательными и средней линией профиля на входе и выходе и фронтом решетки β и β определяют оптимальное направление движения потока. Действительное направление характеризуется углами β1 и β2. Разница между указательными углами i = β1 и δ = β2 определяют угол атаки и угол отставания потока.

Основной особенностью течения газа в компрессорной решетке является диффузорный характер течения, при котором возможен отрыв потока от стенок, вызывающий кризисное повышение потерь энергии.

Для конкретной решетки существует вполне определенный диапазон безразмерных входных скоростей M1 и углов атаки i, где возможно ее безотрывное обтекание. Превышение этих величин ведет к возникновению отрыва потока и нарушению стационарности течения. Выберем в качестве прототипа компрессорную решетку С-4. Зависимость коэффициента потерь энергии ζ от числа M1 приведена на фиг. 2 (кривая 1) для нулевого угла атаки [1] Видно, что допустимый диапазон входных скоростей для рассматриваемой решетки не превышает M1 0,63. Для расширения этого диапазона обычно уменьшают кривизну профиля, толщину входных стенок, максимальную толщину профиля и смещают сечение с максимальной толщиной в глубь канала.

Таким образом удается заметно расширить диапазон допустимых входных скоростей (кривая 2) и углов атаки i [1]
Эта же цель достигается в прототипе [2] за счет выполнения на спинке профиля по- перечных канавок (фиг. 3), которые интенсивно турбулизируют пристеночную часть пограничного слоя и расширяют таким образом диапазон бескризисных скоростей и углов атаки.

Главным недостатком прототипа является резкое увеличение потерь энергии при 10 12% по сравнению с обычными компрессорными решетками.

Устранить этот недостаток и получить еще больший эффект можно, если на спинке профиля в области максимальной толщины выполнить продольные канавки прямоугольного профиля, равномерно расположенные по всей высоте профиля (см. фиг. 1 3).

Максимальная глубина канавок a в области максимальной толщины профиля D не должна превышать 30% от толщины D. Ширина канавок b a и шаг t1 2b (рис. 1б и в).

Предлагаемая система работает следующим образом. Наличие канавок приводит к периодическим разрывам скоростей по высоте лопатки, и эти области являются областями генерации турбулентности, что резко повышает устойчивость пограничного слоя к отрыву от стенок. Далее канавки снижают ускорение потока на входной части спинки профиля и способствуют снижению локального положительного градиента давления на выходной части профиля, что также увеличивает устойчивость решетки к отрыву потока.

В результате заметно расширяется диапазон допустимых скоростей по числу M1 при нулевом угле атаки (кривая 3 на фиг. 2), а также можно ожидать и увеличения допустимого угла атаки при фиксированном значении числа M1.

Похожие патенты RU2096666C1

название год авторы номер документа
СТУПЕНЬ ТУРБОМАШИНЫ 1998
  • Гасилин С.С.
  • Гриценко Е.А.
  • Климнюк Ю.И.
  • Лазоренко Т.М.
  • Федорченко Д.Г.
RU2148732C1
Газоперекачивающий агрегат (ГПА), способ охлаждения газотурбинного двигателя (ГТД) ГПА и система охлаждения ГТД ГПА, работающая этим способом, направляющий аппарат системы охлаждения ГТД ГПА 2018
  • Арефьев Михаил Романович
  • Куприк Виктор Викторович
  • Лобов Дмитрий Анатольевич
  • Марчуков Евгений Ювенальевич
  • Рубин Лев Исакович
  • Сабиров Айрат Байзавиевич
  • Семивеличенко Евгений Александрович
RU2675729C1
ТУРБИНА ТУРБОБУРА 2004
  • Шумилов Валерьян Петрович
  • Мартынов Владимир Николаевич
RU2269631C1
Рабочее колесо первой ступени ротора компрессора высокого давления (КВД) турбореактивного двигателя (варианты), диск рабочего колеса ротора КВД, лопатка рабочего колеса ротора КВД, лопаточный венец рабочего колеса ротора КВД 2016
  • Марчуков Евгений Ювенальевич
  • Еричев Дмитрий Юрьевич
  • Поляков Константин Сергеевич
  • Сыроежкин Олег Васильевич
  • Селиванов Николай Павлович
RU2630918C1
Рабочее колесо пятой ступени ротора компрессора высокого давления (КВД) турбореактивного двигателя (варианты), диск рабочего колеса ротора КВД, лопатка рабочего колеса ротора КВД, лопаточный венец рабочего колеса ротора КВД 2016
  • Марчуков Евгений Ювенальевич
  • Еричев Дмитрий Юрьевич
  • Симонов Сергей Анатольевич
  • Якшина Регина Юрьевна
RU2630920C1
Рабочее колесо второй ступени ротора компрессора высокого давления (КВД) турбореактивного двигателя (варианты), диск рабочего колеса ротора КВД, лопатка рабочего колеса ротора КВД, лопаточный венец рабочего колеса ротора КВД 2016
  • Марчуков Евгений Ювенальевич
  • Еричев Дмитрий Юрьевич
  • Поляков Константин Сергеевич
  • Симонов Сергей Анатольевич
  • Сыроежкин Олег Васильевич
RU2636998C1
Рабочее колесо восьмой ступени ротора компрессора высокого давления (КВД) турбореактивного двигателя (варианты), диск рабочего колеса ротора КВД, лопатка рабочего колеса ротора КВД, лопаточный венец рабочего колеса ротора КВД 2016
  • Марчуков Евгений Ювенальевич
  • Узбеков Андрей Валерьевич
  • Сыроежкин Олег Васильевич
  • Шишкова Ольга Владимировна
  • Селиванов Николай Павлович
RU2630924C1
Рабочее колесо девятой ступени ротора компрессора высокого давления (КВД) турбореактивного двигателя, диск рабочего колеса ротора КВД, лопатка рабочего колеса ротора КВД, лопаточный венец рабочего колеса ротора КВД 2016
  • Марчуков Евгений Ювенальевич
  • Узбеков Андрей Валерьевич
  • Шишкова Ольга Владимировна
  • Селиванов Николай Павлович
RU2630925C1
Рабочее колесо седьмой ступени ротора компрессора высокого давления (КВД) турбореактивного двигателя (варианты), диск рабочего колеса ротора КВД, лопатка рабочего колеса ротора КВД, лопаточный венец рабочего колеса ротора КВД 2016
  • Марчуков Евгений Ювенальевич
  • Узбеков Андрей Валерьевич
  • Симонов Сергей Анатольевич
  • Шишкова Ольга Владимировна
RU2630923C1
РАБОЧЕЕ КОЛЕСО ВТОРОЙ СТУПЕНИ РОТОРА КОМПРЕССОРА НИЗКОГО ДАВЛЕНИЯ ТУРБОРЕАКТИВНОГО ДВИГАТЕЛЯ (ВАРИАНТЫ) 2015
  • Артюхов Александр Викторович
  • Марчуков Евгений Ювенальевич
  • Коновалова Тамара Петровна
  • Узбеков Андрей Валерьевич
  • Шишкова Ольга Владимировна
  • Селиванов Николай Павлович
RU2603383C1

Иллюстрации к изобретению RU 2 096 666 C1

Реферат патента 1997 года РЕШЕТКА ПРОФИЛЕЙ ОСЕВОГО КОМПРЕССОРА

Использование: авиационное и энергетическое машиностроение, в частности в лопаточных аппаратах осевых компрессоров. Сущность изобретения: решетка профилей осевого компрессора содержит турбулизаторы потока, выполненные в виде продольных канавок на спинке в области максимальной толщины по всей высоте профиля, имеющих оптимальные геометрические соотношения. 3 ил.

Формула изобретения RU 2 096 666 C1

Решетка профилей осевого компрессора, обеспечивающая повышение давления в направлении движения потока, содержащая турбулизаторы потока, выполненные на профилях со стороны спинки в области максимальной толщины по всей высоте профиля, отличающаяся тем, что турбулизаторы выполнены в виде продольных канавок с шириной, равной глубине канавки, и шагом, равным двум глубинам канавки.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 1997 года RU2096666C1

Печь для непрерывного получения сернистого натрия 1921
  • Настюков А.М.
  • Настюков К.И.
SU1A1
Дейч М.Е., Самойлович Г.С
Аэродинамика турбомашин
- Машгиз, 1958, с
Способ смешанной растительной и животной проклейки бумаги 1922
  • Иванов Н.Д.
SU49A1
Аппарат для очищения воды при помощи химических реактивов 1917
  • Гордон И.Д.
SU2A1
Терещенко Ю.М
Аэродинамика компрессорных решеток
- М.: Машиностроение, 1979, с
Пюпитр для работы на пишущих машинах 1922
  • Лавровский Д.П.
SU86A1

RU 2 096 666 C1

Авторы

Зарянкин А.Е.

Симонов Б.П.

Даты

1997-11-20Публикация

1995-06-29Подача