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 β1л и β2л определяют оптимальное направление движения потока. Действительное направление характеризуется углами β1 и β2. Разница между указательными углами i = β1л-β1 и δ = β2л-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.
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.
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.
Печь для непрерывного получения сернистого натрия | 1921 |
|
SU1A1 |
Дейч М.Е., Самойлович Г.С | |||
Аэродинамика турбомашин | |||
- Машгиз, 1958, с | |||
Способ смешанной растительной и животной проклейки бумаги | 1922 |
|
SU49A1 |
Аппарат для очищения воды при помощи химических реактивов | 1917 |
|
SU2A1 |
Терещенко Ю.М | |||
Аэродинамика компрессорных решеток | |||
- М.: Машиностроение, 1979, с | |||
Пюпитр для работы на пишущих машинах | 1922 |
|
SU86A1 |
Авторы
Даты
1997-11-20—Публикация
1995-06-29—Подача