Рабочее колесо радиально-осевой гидротурбины Советский патент 1983 года по МПК F03B3/12 

Изобретение относится к области гидромашиностроения и может быть использовано в радиально-осевых гидротурбинах,

Известны рабочие колеса радиальноосевых гидротурбин,применяемые на напоры от 120 до 180 метров водяного столба, состоящие из верхнего и нижнего ободов и закрепленных между ними лопастей f1 .

Для известных рабочих колес форма и расположение входной и выходной кромок лопастей, лопастных углов на входе и выходе и закон распределения толщин лопасти по ее длине и высоте не обеспечивают полного согласования формы с набегающим потоком. Отсутствие такого согласования приводит при некоторых режимах к возникновению отрыва потока на входных кромках лопастей и связанных с ним потерь энергии, а также большой неравномерности потока за рабочим колесом и связанной с этим дополнительной потерей энергий в отсасывающей трубе.

В связи с этим существующие радиально-осевые гидротубины на напоры . от 120 до 180 метров водяного столба характеризуются сравнительно невысоким КПД.

Целью изобретения является повышение КПД и увеличение быстроходности без ухудшения кавитацйонных качеств рабочего колеса.

Для достижения этой цели в рабочем колесе радиально-осевой гидротурбины, имеющем верхний и нижний Ободы, лопасТси, закрепленные между ними, спрофилированы в соответствии со следующими соотношениями:

входная кромка

Чг-13,2192 г .+ 7,4672 2 19,4386 F + 9,5496 0,49134 г 0,5

выходная кромка

4- О

Z-- 7,1096 г + 6,03922Р-0,9008 0,40243 i г 0,44134

ЛИНИЯ максимальных толщин по вогнутой стороне

,1192 г2 +59,0669f -10,7924 2 5,39844 Ь - 2,1509

0,40243 г i 0,44134 лопастной угол на входе 1Ь 0,2617 ё + 0,9599, определяемый на конических поверхностях, образующая которых составляет, с осью г УГОЛ

0,3402 ё - .+ 0,4625 лопастной угол на выходе . ,1048 + 0,2443,

определяемый на конических поверхностях, образующая которых составляет с осью F угол

Г 0,7853 f + 1,5708 максимальная относительная толщина лопасти

сОмакС 0,02845 Р +0,1137 верхний, обод ,4607r2 - 1,5283 F +.. 0,3994

0,23359 F i 0,49134 нижний обод

0,031

Z (l +) (12,0223 f2 -0,4185

- 12,3542F + 3,3411)

0,419 F 0,5 ,

где D - диаметр пересечения входной кромки с нижним ободом ;

Ч - угол между выходной и вхоной кромками лопастей в плане в градусах. Координаты поверхности лопасти F и г отнесены к D , а толщина ,0,с. и длина вдоль входной и выходной кромок и вдоль линии максимальных толщин отнесена к максимальной длине меридианной проекции соответствующей линии, причем значения углов Рк 2 У выражены в радианах.

На фиг. 1 изображена лопасть, меридианная проекция; на фиг. 2 лопасть план; на фиг. 3 - развертка сеч-ения А-А лопасти.

Рабочее колесо радиально-осевой гидротурбины с диаметром D содержит верхний 1 и нижний 2 ободы с закрепленными между ними лопастями с входной 3 и выходной 4 кромками, с линией 5 максимальных толщин лопасТи. На фигурах показаны диаметр рабочего колеса, ,16 - относительная высота Лопасти,/i и /j лопастные углы, соответственно на входе и выходе, относительная максимальная толщина лопасти, F и 2 - координаты поверхности лоцасти, отнесенные к диаметру рабочего колеса D .

Испытания предложенного рабочего колеса радиально-осевой гидротурбины, показали, что ее ма;;симальный КПД увеличился на 1,5% с одновременньзм увеличением быстроходности без ухудшения кавитацйонных качеств турбины. .Использование изобретения позволит получить дополнительную выработку электроэнергии, уменьшить габариты гидротурбины и снизить капиталовложения в строительную часть гидроэлектростанции.

./

л-д

Фаг. 5

Рабочее колесо радиально-осевой гидротурбины, содержащее верхний и нижний ободы с закрепленными между ними лопастями, отличающееся тем, что, с целью повышения КПД и увеличения быстроходности без ухудшения ка витационных качеств, номинальная поверхность лопасти выполнена в соответствии со следующими соотношениями: . входная кромка; ,2192 г+ 7,4672 2 - 19,4386 F+ 9,5496 0,49134 4 F 0,5 выходная кромка ,109бР + 6,03922 Г -0,9008 0,40243 г : 0,44134 линия максимальных толщин по вогнутой стороне 7 r--75,1192F +59,0669Е -10,79242 Z 5,39844 - 2,1509 0,40243$г iO,44134 лопастной на входе fi,, 0,2617f + 0,9599, определяемый на конических поверхностях, образующая которых составляет с осью г угол ,3402 е + 0,4625 лопастной угол на выходе fi2 0,1048 -f 0,2443, определяемый на конических поверхностях, образующая которых составляет с осью г угол 7 0,7853 f + 1,5708 максимальная относительная толщина лопасти ,ЦС-О,02845 ё + 0,1137 Верхний обод i 2 1,4607 Р - 1,5283Р +0,3994 0,23359 h i 0,49134 (Л С нижний обод - ,ООЗ Zr(i + -