Сопловой аппарат турбомашины

 

Изобретение относится к турбомашиностроению и м.б. использовано в паровых и низкотемпературных газовых турбинах. Цель изобретения - повышение экономичности турбомашины путем снижения потерь от вторичных течений в сопловом аппарате. Лопатки (Л) 3 закреплены между периферийным 1 и корневым 2 ободьями. Перепускные каналы (К) 4 расположены по окружности ободов 1 и 2, причем входная часть 5 каждого К 4 расположена со стороны входных торцовьк поверхностей 6 и 7 ободов 1 и 2, а выходная часть 8 - в межлопаточном К. Часть 8 выполнена в виде выреза 9 на выпуклой поверхности (ВП) профиля Л 3 у ее торцовой стенки от точки максимальной кривизны профиля до выходной кромки 12 л 3. Ширина выреза не превышает 0,21 хорды профиля Л 3. В периферийной и корневой частях Т4, 15 Л 3 выполнены внутренние полости, сообщенные К 4 с соответствующими вырезами . Рабочее тело из выреза со скоростью, близкой к скорости основного потока, в виде плоской струи распространяется по потоку. Образованная струя препятствует перетеканию , вязкой среды на БП и образованию утопщенного пограничного слоя на ней, разрушает канальный вихрь, развивающийся в угловой области межлопаточного К, образованной пересечением торцовой стенки и ВП. 1 з.п. ф-лы, 6 ил. ш (Л с 4 со а 05 05

C0IO3 СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

„„80„„1449666 A1 (51)4 F Oi D 14 9 02 прагу.1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Oaf

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

flO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ДРИ П НТ CCCP (21) 4204980/24-06 (22) 04. 03.87 (46) 07.01.89. Бюл. Р 1 (71) Ленинградский кораблестроительный институт (72) А.А. Черньпп (53) 621.438(088.8) (56) Заявка Японии 61-31603, кл ° F 01 D 9/02, 1986.

Патент Франции У 2438157, кл. F 01 П 5/14, 1985. (54) СОПЛОВОЙ АППАРАТ ТУРБОИАШИНЫ (57) Изобретение относится к турбомашиностроению и м.б. использовано в паровых и низкотемпературных газовых турбинах. Цель изобретения — повышение экономичности турбомашины путем снижения потерь от вторичных течений в сопловом аппарате. Лопатки (Л) 3 закреплены между периферийным 1 и корневым 2 ободьями. Перепускные каналы (K) 4 расположены по окружности ободов 1 и 2, причем входная часть 5 каждого К 4 расположена со стороны входных торцовых поверхностей 6 и 7 ободов 1 и 2, а выходная часть 8 — в межлопаточном К. Часть 8 выполнена в виде выреза 9 на выпуклой поверхности (an) профиля Л 3 у ее торцовой стенки от точки максимальной кривизны профиля до выходной кромки 12 Л 3. Ширина выреза не превышает 0,21 хорды профипя Л 3. В периферийной и корневой частях t4, 15

Л 3 выполнены внутренние полости, сообщенные К 4 с соответствукицими вырезами. Рабочее тело из выреза со скоростью, близкой к скорости основного потока, в виде плоской струи распространяется по потоку. Образованная струя препятствует перетеканию вязкой среды на БП и образованию утолщенного пограничного слоя на ней, разрушает канальный вихрь, развивающийся в угловой области межпопаточного К, образованной пересечением торцовой стенки и ВП. 1 з.п. ф-лы, 6 нл.

1449666

Пропуск части рабочего тела через перепускние канали 4 в виде сверле- ний (фиг. 4) и затем через полости

25 16 и 17 внутри лопатки 3 организовывает выходящую из выреза 9 в межлопаточный канал струю рабочего тела, ориентируя ее движение по потоку.

Ориентация струи по потоку приводит к наименьшим, сопутствующим вдув, дополнительным потерям смещения, Изобретение относится к турбостроению и может быть использовано в паровых и низкотемпературных газовых турбинах.

Цель изобретения — повышение экономичности путем снижения потерь от вторичных течений в сопловом аппарате.

На фиг ° 1 изображена общая часть ! соплового аппарата турбомашины, про дольний разрез; Hà AHr.2 - сечение

А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - сечение

Б-Б на фиг. 1; на фиг. 4 — сопловой аппарат при наличии полых л опа ток; ,на фиг. 5 — сечение В-В на фиг. 4;

1 . на фиг. б — зависимость изменения

КПЛ турбинной ступени с данной конструкцией соплового аппарата от отношения ширины h выреза к хорде Ь профиля лопатки.

Сопловой аппарат турбомашины содержит периферийный 1, корневой 2 ободья, между которыми закреплены лопатки 3. В периферийном 1 и корневом 2 ободьях выполнены перепускные каналы 4, расположенные по окружности каждого обода 1 и 2. Входная часть 5 каждого перепускного канала 4 расположена со стороны входных торцовых поверхностен б и 7 ободов

1 и 2 (перед соплрвым аппаратом), а выходная часть 8 выполнена в виде выреза 9, расположенного на выпуклой поверхности 10 профиля лопатки у ее торцовой стенки 11 от точки максимальной кривизны профиля лопатки 3 до выходной кромки 12 лопатки 3.

Ширина (не показана) выреза 9 не превышает 0,21 хорды (не показана) про- 40 филя лопатки 3. Выхоцная часть 8 каждого перепускного канала 4 расположена в межлопаточном канале (не показан). При наличии в лопатках 3 внутренних полостей 13 перепускные каналы45

4 представляют собой сверления (фиг. 4), связывающие входные торцовые поверхности б и 7 с внутренней полостью 13 лопатки 3. В периферийной 14 и корневой 15 частях лопатки

3 выполнены внутренние полости 16, и 17, сообщенные перепускными каналами 4 с соответствующими вырезами 9.

Сопловой аппарат работает следующим образом.

Часть рабочего тела попадает в перепускные каналы 4 и вследствие разности давления из выреза 9 со скоростью, близкой к скорости основного потока в виде плоской струи, распространяющейся по потоку, Из-за большой протяженности выреза 9 по выпуклой поверхности 10 лопатки 3 струя препятствует перетеканию вязкой среды на выпуклую поверхность (сторону) 10 профиля и образованию утолщенного пограничного слоя на ней.

Кроме того, струя такого направления (противоположного направлению вращения канального вихря) разрушает канальный вихрь, развивающийся в угловой области межлопаточного канала, образованной пересечением торцовой стенки с выпуклой поверхностью

10 лопатки 3 от зоны максимальной кривизны. Воздействуя на основные источники потерь, струя из выреза 9 уменьшает потери энергии.

Увеличение КПД связано со снижением вторичных потерь энергии,. которая достигается по ширине выреза 9 не более 0,21 от хорды профиля (фиг. 6). За данным значением ширины выреза 9 струя рабочего тела воздействует и на основной поток, приводя к дополнительным потерям.

Формула изобретения

1. Сопловой аппарат турбомашины, содержащий периферийный и корневой ободья, между которыми закреплены лопатки, и выполненные в ободьях -расположенные по их окружности перепускные каналы, входная часть каждого из которых расположена со стороны входных торцовых пов ерхнос тей об одьев, а выходная — в межлопаточном канале, отличающийся тем, что, с целью повышения.-экономичности, выходная часть перепускных каналов выполнена в виде выреза на выпуклой поверхности профиля лопатки у ее торцовой стенки от точки максимальной кривизны профиля до выходной кромки з 144g666

4 лопатки, при этом ширина выреза не и корневой частях лопатки выполнена превышает 0,21 хорды профиля лопатки. внутренняя полость, сообщенная пере2 лд

° М парат по п. 1, о т л и ч а- пускными каналами с соответствующими ю шийся тем, что в периферийной вырезами.

1449666 @%

У,7

Составитель В. Гуторов

Редактор М, Бланар Техред М.Ходанич Корректор Л. Обручар

Заказ 6942/32 Тираж 492 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектна я 4