Ступень осевой турбомашины Советский патент 1991 года по МПК F01D9/02 

Изобретение относится к турбомашино- строению.

Цель изобретения - повышение КПД ступени осевой турбомашины путем уменьшения концевых потерь энергии у корня рабочих лопаток,

На фиг.1 представлена предлагаемая ступень, меридиональное сечение; на фиг.2 - разрез А-А на фиг,1; на фиг.З - сечение Б-Б на фи.2; на фиг.4 - график зависимости КПД (/) ) ступени от скоростной характеристики v при осевом зазоре у корня между направляющими и рабочими лопатками, равном 2 мм,

Ступень осевой турбомашины содержит диафрагму 1 с криволинейными направляющими лопатками 2, выходные кромки 3 которых установлены с. наклоном в тангенциальном направлении и меридиональной плоскости 4. За диафрагмой 1 по ходу рабочего тела установлено рабочее колесо 5 с рабочими лопатками 6. Угол б тангенциального наклона кромок 3 направляющих лопаток 2 у их корня (корневого сечения) 7 определяется из соотношения

д arctg{tg «1 fн - - (A ctg ) +

+

где аи - угол выхода из лопаток 2 у корня 7;

А- осевой зазор между лопатками 2 и 6 у корня 7;

гн - радиус кооня 7 лопаток 2 на выходе;

Гр - радиус у корня(корневого сечения) 8 лопаток 6 на входе;

Ј - угол наклона кромок 3 лопаток 2 у корня 7 в плоскости 4 к радиальному направлению, принятый положительным при наклоне кромок 3 в сторону, обратную направлению течения рабочего тела.

Угол д принимается положительным при наклоне выхсдных кромок 3 направляющих лопаток в направлении вращения рабочего колеса 5. Кривая 9 характеризует зависимость тгй ступени от скоростной характеристики для известной ступени, е кривая 10 - для предлагаемой ступени,

Ступень работает следующим образом.

Поток рабочего тела проходит направляющие лопатки 2, поступает на рабочие лопатки 6 и выходит из ступени. При этом часть потока, движущаяся в области корня 7

направляющих лопаток 2, отклоняется за счет наклона выходных кромок 3 лопаток 2 у корня 7 к оси ступени и двигается в направлении В (фиг,1). Угол д наклона выходных кромок 3 лопаток 2 у корня 7, рассчитанный

по соотношению, обеспечивает направление частиц потока рабочего тела у корня 7 таким образом, что частицы, выходящие из точки Г, поступают в точку Д, принадлежащую корню 8 рабочих лопаток 6. При этом

предотвращается отрыв потока в корне 8 лопаток 6, вследствие чего уменьшаются концевые потери энергии у корня 8 и повышается КПД ступени.

Формула изобретения Ступень осевой турбомашины, содержащая диафрагму с криволинейными направляющими лопатками, выходные кромки

которых установлены с наклоном в тангенциальном направлении и меридиональной плоскости, и рабочее колесо с рабочими лопатками, отличающаяся тем, что, с целью повышения КПД путем уменьшения

потерь энергии в корнях рабочих лопаток, угол 6 тангенциального наклона выходных кромок направляющих лопаток у их корня определяется из соотношения

35

1

д arctg{tg «1 -5 (гн - rf - (A ctg a if ) + + tg Ј },

где CM - угол выхода из направляющих лопа- ток у корня;

А - осевой зазор между направпяющи- ми и рабочими лопатками у корня;

гн и гр - радиусы корневого сечения направляющих и рабочих лопаток на выходе и входе соответственно;

Ј - угол наклона выходных кромок направляющих лопаток у корня в меридиональной плоскости к радиальному направлению.

Фи. Ь

0,2 ОМ 0,6 0,8

Изобретение относится к турбомашино- строению. Цель изобретения - повышение КПД путем уменьшения концевых потерь энергии у корня рабочих лопаток. Угол д тангенциального наклона выходных кромок 3 направляющих лопаток 2 у корня 7 определяется из соотношения б arctg{tgai -д(гн -tfp 2 - (Дctg а) )+ tg Ј }, где ом - угол выхода из лопаток 2 у корня 7, Л- величина осевого зазора между лопатками 2 и 6 у корня 7; гн - радиус у корня 7 лопаток 2 на выходе; гр - радиус корня 8 лопаток 6 на входе; Е-угол наклона кромок3 лопаток 2 у корня 7 в меридиональной плоскости 4 к радиальному направлению, принятый положительным при наклоне кромок 3 в сторону, обратную направлению течения рабочего тела. Угол д наклона кромок 3 лопаток 2 обеспечивает направленное безотрывное течение рабочего тела из лопаток 2 у корня 7 к лопаткам 6 у их корня 8. 4 ил. 00 XS 00 о СА Фиг.1