Способ экспериментального изнашивания лопастей ковшовых гидротурбин Советский патент 1977 года по МПК F03B1/00 G09B25/00 

1

Изобретение относится к области гидротурбостроения и может быть использовано в гидроприводе горных машин.

Известен способ экспериментального изнашивания образцов путем воздействия непрерывной струей, содержаш,ей абразив, на неподвижный образец 1. Однако известный способ, примененный к изнашиванию лопастей ковшовых гидротурбин, приводит к несоблюдению равенства векторов относительной скорости струи при входе ее на лопасть и условий обтекания лопасти при натурном и экспериментальном изнашивании.

Целью изобретения является сохранение идентичных натурных условий обтекания лопасти при значительном снижении мощности (напора) питающей насосной установки.

Поставленная цель достигается тем, что из направляющего аппарата на лопасть вращающейся турбины подают напорную струю, включающую абразивные примеси, а рабочее колесо вращают против направления действия струи. Кроме того, нанравляющий аппарат отклоняют в плоскости рабочего колеса от натурного положения против направления вращения на угол -фопт, выбранный в соответствии с соотнощением:

(1 - Гс) к

где Ri - радиус начальной окружности рабочего колеса,

RK - радиус рассматриваемой точки входной кромки лопасти, г с - радиус сопла.

На фиг. 1 показана схема экспериментальной установки, реализующей предложенный способ; на фиг. 2 - рабочее колесо турбины и ее направляющий аппарат; на фиг. 3 даны векторы скоростей потока при натурном и экспериментальном изнашивании. Здесь:

RI - радиус начальной окружности рабочего колеса,

RK - радиус рассматривае.мой точки входной кромки лопасти,

ф - угол поворота направляющего аппарата от его натурного полол ения, w - угловая скорость вращения рабочего

колеса,

и - окружная (переносная) скорость вращения рабочего колеса на радиусе к, с - абсолютная скорость истечения струи

из сопла направляющего аппарата, W - относительная скорость движения

5 струи по лопасти в момент их встречи.

Индексы «Н и «Э обозначают соответственно натурные и экспериментальные условия 0 изнашивания лопастей. Параметры со штрихом относятся к условиям при вращении колеМ с угловой скоростью Ыэ при угле .

Па фиг. 1 показана экспериментальная гидротурбииа 1 с нриводным двигателем 2, насослая установка 3 и емкость 4 с абразивной жид остыо. Гидротурбина 1 имеет поворотный на(раиляющий аппарат 5 с соплом 6 и устаноаочным устройством 7, рабочее колесо 8 с лопастями 9 и кожух 10 для отвода отработанной воды.

Для экспериментального изнашивания лопастей 9 из сопла 6 направляющего аппарата 5 турбины 1 с помощью иасоса 3 из емкости 4 па лопасти 9 подают струю, включающую абразивные примеси. При этом скорость струи С Сз меньше Сц.

Рабочее колесо 8 вращают против направления действия струи, а направляющий аппа1)ат 5 ОТ1-СЛОНЯЮТ в плоскости рабочего колеса па угол oljonT, чем достигается выравнивание векторов относительных скоростей Wg и WH и пдептичность эксперимеитальпого и натурного условий обтекаиия лопастей 9 струей, при этолч уменьшается мощность и увеличивается надожность насосной установки.

Формула изобретения

Способ экеперимеитальиого изнашивания лопастей ковшовых гидротурбии путем подачи

из направляющего аппарата на лопасти вращающейся турбины напорной струи, включающей абразивные примеси, отличающийся тем, что, с целью уменьшения мощности и увеличеиия надежности насосной установки, питающей турбину, и получения параметров обтекания идентичных натурным, рабочее колесо вращают против направления действия струи, а направляющий аппарат отклоняют в плоскости рабочего колеса от натурного положения против направления вращения на угол , выбранный в соответствии с соотношением:

.:arcsin ,

к

радиус начальной окружности рабочего колеса,

радиус рассматриваемой точки входной кромки лопасти,

радиус сопла.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Описание установки АКИ-1, «Заводская лаборатория Министерство черной металлургии СССР. 1, 1964, с. 95-97.

J

-| Г2

I / с,/