Рабочее колесо радиально-осевой гидротурбины Советский патент 1991 года по МПК F03B3/12 

1

(21)4376272/29 (22) 08.02.88 (46)30.06.91. Бюл. Ns24

(71)Производственное объединение атомного турбостроения Харьковский турбинный завод им. С.М.Кирова

(72)И.С.Веремеенко, Б.К.Вапнмк, В.Д.Ва- ренко, М.В.Нагорный, С.П.Серебрянникова, В.Я.Гольдшмидт и И.Д.Кузьмин (53)621.224(088.8)

(56) Гутовский Е.В. и др. Теория и гидродинамический расчет гидротурбин. Л.: Машиностроение, 1974, с. 352-357

(54) РАБОЧЕЕ КОЛЕСО РАДИАЛЬНО-ОСЕ- ВОЙ ГИДРОТУРБИНЫ (57) Изобретение относится к гидромашиностроению. Рабочее колесо радиально- осевой гидротурбины содержит верхний и нижний ободы 1 и 2 и закрепленные между ними лопасти 3. Выполнение номинальной поверхности лопастей 3 в соответствии с предложенными соотношениями позволит повысить КПД и улучшить кавитационные, эрозионные и пульсационные характеристики при частичных нагрузках рабочего колеса 3 ил

Изобретение относится к гидромашиностроению и может быть использовано в рабочих колесах радиально-осевых гидротурбин.

Целью изобретения является повышение КПД и улучшение кавитационных эрозионных и пульсационных характеристик при частичных нагрузках рабочего колеса.

На фиг. 1 показано рабочее колесо ра- диально-осевой гидротурбины, меридиональная проекция; на фиг. 2 - лопасть рабочего колеса в плане; на фиг. 3 - сечение А-А на фиг.1.

Рабочее колесо радиально-осевой гидротурбины содержит верхний и нижний ободы 1 и 2 с закрепленными между ними лопастями 3. Номинальная поверхность лопасти 3 выполнена в соответствии с соотношениями:входная кромка

870,5725 - 892, 265,8389 1 -3060,ООЗТ3 + 4402,3 - 2112,101Г+ + 338,1362

0,4362 г 0,4829;

выходная кромка

(р 0

z -13,4226r3 + 21, 11.3975F+ + 1,97596

0,22052 г 0,49914; линия максимальной толщины по вогнутой стороне

(р 687,5 -631.875Г+ 174,65

0,3666 7 0,48487; лопастной угол на входе

j8i -0,4933 + 0.43982Г+ 0,533, определяемый на конических поверхностях, образующая которых составляет с осью г угол

yi 0.37782I2 + 0,09722 + OJ569 81; лопастной угол на выходе

fh 1,, 1.122Г+0.31, определяемый на конических поверхностях, образующая которых составляет с осью I угол„

уг 0,85221 -0.12217;

«

ё

О

ел ю

Оч Х|

о

5макс 0.019344Г2 - 0.620218Г + 4 0,047585; верхний обод

z -0,252713т2 + 0,7506797F+0,2180371

0,22052 г 0,4362; нижний обод

г 0,49927 -0,122782 0,0124 S F 0,11154

г 31,43054Ј3 -6,92761 +1 0,25907z + 0,4993,

0,11154 ,1755;

координаты лопасти на нижнем ободе по выпуклой поверхности

у 20.606I3 - 67,584 + 85,60вТ; координаты лопасти на нижнем ободе по вогнутой поверхности

VI

- 1,56245; радиус входной кромки

/9 0.00206 2 - 0,0028 if + 0,0038; толщина входной кромки

Лвых 0,00465 (постоянная вдоль кромки),

где у -угол в плане между входной и выходной кромками лопасти в градусах; (. , (pi - углы в плане между выходной кромкой лопасти и точками на ободе по тыльной и рабочей поверхности лопасти при соответствующих I в градусах; координаты поверхности лопасти 7 и z, толщина выходной кромки Деых отнесены к диаметру пересечения входной кромки с нижним ободом Dt, а толщины $мэкс радиус (зходной кромки р и длины Т вдоль вх-од- ной и выходной кромок, вдоль линии максимальной толщины и нижнего обода отнесены к максимальной длине меридиональной проекции соответствующей линии; значения углов fi ,Д и ,у2 выражены в радианах.

Использование предлагаемого рабочего колеса позволяет повысить КПД и улуч- шить кавитационные, эрозионные и пульсационные характеристики при частичных нагрузках рабочего колеса,

Формула изобретения Рабочее колесо радиально-осевой гидротурбины, содержащее верхний и нижний ободы с закрепленными между ними лопастями, отличающееся тем, что, с целью повышения КПД и улучшения кавитацион- ных, эрозионных и пульсэционных характеристик при частичных нагрузках колеса, номинальная поверхность лопасти выполнена в соответствии со следующими соотношениями:

0

5

0

входная кромка

р 870.5725Г2 - 892,2109F + 265,8389

z -3060, - 4402.3F2 - 2112.101F+ + 338,1362

0,4362 г 0,4829;

выходная кромка

z -13,4226r3 + 21.6464f2- 11,3975r + + 1,97596 00,22052 г 0,49914;

линия максимальной толщины вогнутой стороны

р - 687,5 - 631.875Г+ 174,65

г -474,902г3 + 642.065Г2 - 289.842Г+ 5 +43,8228

0,3666 Г 0,48487; лопастной угол на входе

# -0.4933I2 + 0.43982I + 0,533, определяемый на конических поверхностях, образующая которых составляет с осью г угол

(р 0.3778212 + 0,097221 + 0,756981; лопастной угол на выходе

Д 1,124Т3-2,045612+ 1,1227+0,31, определяемый на конических поверхностях, образующая которых составляет с осью г угол

0,85221-0.12217;

максимальная относительная толщина лопасти

5„акс 0,01934412 - 0,0202181 + + 0.0475985; верхний обод

z -0,252713 + 0,7506787г+0,2180371

0,22052 г 0,4362; нижний обод

г 0,49927 - 0,122782 0, 0,11154

Г 31.43054Z3 - 6,92761 + 0,25907z + + 0,4993,

0,11154 ,1755;

координаты лопасти на нижнем ободе по выпуклой поверхности

(pi 20.606I3 - 67.584I2 + 85,6081; координаты лопасти на нижнем ободе по вогнутой поверхности

р 0.00206I2 - 0,002811 + 0,0038; толщина выходной кромки

5вых 0,00465 (постоянная вдоль кромки),

5 где в плане между входной и выходной кромками лопасти в градусах;

р, pl углы в плане между выходной кромкой лопасти и точками на ободе по тыльной и рабочей поверхности лопасти при соответствующих Гв градусах;

5

0

5

координаты поверхности лопасти гиг, толщина выходной кромки Двых отнесены к диаметру пересечения входной кромки с нижним ободом DI, а толщина 5Макс, радиус входной кромкир и длины I вдоль 5 входной и выходной кромок, вдоль линии

магсимальной толщины и нижнего обода отнесены к максимальной длине меридиональной проекции соответствующей линии; значения углов/Зт ,/32иу1 ,yz выражены в радианах.

Фиг.1

Редактор С.Титова

фигЗ

Составитель Р.Орехов Техред М.Моргентал

Корректор М.Кучерявая