Направляющий аппарат турбины Советский патент 1991 года по МПК F01D9/02 

Изобретение относится к турбостроению и может быть использовано при проектировании или модернизации направляющих аппаратов турбин.

Цель изобретения - повышение экономичности.

На фиг. 1 представлено меридиональное сечение направляющего аппарата турбины; на фиг.2 - сечение А-А на фиг 1, на фиг.З - вид по стрелке Б на фиг 1

Направляющий аппарат содержит криволинейные лопатки 1, выходные кромки 2 которых имеют наклон в меридиональной плоскости и в тангенциальном направлении. Угол наклона выходных кромок 2 в меридиональной плоскости к радиальному направлению равен Е . Меридиональный угол наклона периферийной ограничивающей поверхности 3 к оси 4 турбины в точке 5 ее пересечения с выходной кромкой 2 равен вп . Корневой радиус выходной кромки 2 равен гк. Периферийный геометрический угол выхода профиля лопатки 1 в сечении

А-А, нормальном выходной кромке 2, равен Огня- Угловая координата текущей точки 6 выходной кромки 2, находящаяся на радиусе г, равняется и и определяется по заданным «гнл Ј Д , гк, а, Ь, с из уравнения

w

Ј

О)

tg/arcsin

tg gr.HJt(tg e - tg вп)

1 + tg etg вп

(tg 9n -tgf )cose

fe (r2-r|) + b(r-rk)+(c-tgOln j)

где ш - угловая координата текущей точки выходной кромки, за положительное направление которой принято направление вращения рабочего колеса;

.- периферийный геометрический угол выхода профиля лопатки в сечении, нормальном выходной кромке;

Ј - угол наклона выходной кромки в меридиональной плоскости к радиальному направлению, принятый отрицательном

ON 09 Ю О О СП

при наклоне кромки в сторону рабочего колеса;

Оп - меридиональный угол наклона периферийной ограничивающей поверхности к оси турбины в точке ее пересечения с выходной кромкой, принятый положительным при удалении этой поверхности от оси турбины в направлении рабочего колеса;

г - текущий радиус точки выходной кромки;

гк - корневой радиус выходной кромки;

а, Ь, с - постоянные коэффициенты, определяемые в зависимости от закона распределения меридиональных поточных углов вдоль выходной кромки.

Уравнение получено из условия максимума расхода рабочей среды на выходе из направляющего аппарата турбины, лопатки которого имеют наклон в тангенциальном направлении и в меридиональной плоскости. Сущность условия максимума заключается в том, что частицы потока, вытекающего из направляющего аппарата, перемещаются в плоскостях, нормальных к образующим лопаток.

Направляющий аппарат работает следующим образом.

Поток рабочей среды проходит лопатки 1 и поступает на расположенное за ними рабочее колесо (не показано). При искривлении лопаток в соответствии с уравнением при заданных значениях аг.н.п., Ј, &п , rv, а, Ь, с обеспечивается оптимальное распределение параметров потока по высоте проточной части за направляющим аппаратом, соответствие углов наклона линий тока заданной форме меридионального сечения проточной части, согласование углов наклона линий тока и углов наклона торцовых ограничивающих поверхностей, что приводит к снижению концевых потерь и повышению экономичности турбинной ступени.

Формула изобретения Направляющий аппарат турбины, уста новленный перед рабочим колесом, и содержащий криволинейные лопатки, имеющие наклон в тангенциальном направлении, о т- личающийся тем, что, с целью повышения экономичности, лопатки имеют дополнительный наклон в меридиональной плоскости, а выходная кромка каждой ло- патки выполнена формой, описываемой уравнением

Г| (rS-r + bCr-rO+Cc-tgOln.,

где а) - угловая координата текущей точки выходной кромки, за положительное направление которой принято направление вращения рабочего колеса;

«сил - периферийный геометрический угол выходэ профиля лопатки в сечении, нормальном выходной кромке;

€ - угол наклона выходной кромки в меридиональной плоскости к радиальному направлению, принятый отрицательным при наклоне кромки в сторону рабочего колеса;

9П - меридиональный угол наклона периферийной ограничивающей поверхности к оси турбины в точке ее°пересечения с выходной кромкой, принятый положительным при удалении этой поверхности от оси турбины в направлении рабочего колеса;

г - текущий радиус точки выходной кромки;

Гк - корневой радиус выходной кромки; а, Ь, с - постоянные коэффициенты, определяемые в зависимости от закона распределения меридиональных поточных

углов вдоль выходной кромки

Изобретение относится к турбостроению и может быть использовано при проектировании или модернизации направляющих аппаратов турбин. Цель изобретения - повышение экономичности. Выходные кромки лопаток направляющего аппарата, имеющих наклон в тангенциальном направлении и в меридиональной плоскости, выполняют в соответствии с математической зависимостью, полученной из условия максимума расхода рабочей среды, при котором частицы потока, вытекающие из направляющего аппарата, перемещаются в плоскостях, нормальных к образующим лопаток 3 ил

А-А

фиг.