Направляющий аппарат турбины

 

Изобретение относится к турбостроению и может быть использовано при проектировании или реконструкции направляющих аппаратов турбин. С целью повышения экономичности выходные кромки лопаток направляющего аппарата, имеющих закрутку, наклон в тангенциальном направлении и в меридиональной плоскости, выполнены согласно математической зависимости, полученной из условия максимума расхода рабочей среды, при котором частицы потока, вытекающие из направляющего аппарата. перемещаются в плоскостях, нормальных к образующим лопаток. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ сОциАлистических

РЕСПУБЛИК (sf>s Г 01 D 9/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ т9фгсэ!п ( (т9 дп т9е) cos e

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4720833/06 (22) 17.07.89 (46) 30,10,91. Бюл. М 40 (71) Ленинградский кораблестроительный институт (72) А.МТопунов, А.В.Косарев и Н.Г.Родионов (53) 621.165(088.8) (56) Авторское свидетел ьство СССР

hh 1498928, кл. F 01 0 9/02, 1987.

Изобретение относится к турбостроению и может быть использовано при проектирова- нии или реконструкции направляющих аппаратов турбин.

Цель изобретения — повышение эконо-. мичности.

На фиг.1 представлен направляющий аппарат турбины, меридианальное сечение; на фиг.2 — вид по стрелке А на фиг.1; на фиг.3 — сечение 6 — Б на фиг.2 (лопатка направляющего аппарата в месте пересечения выходной кромки с периферийной ограничивающей поверхностью плоскостью, нормальной к этой кромке).

На: равляющий аппарат содержит закрученные криволинейные лопатки 1, выходные кромки 2 которых имеют наклон в меридионапьной плоскости и в тангенциальном направлении. Угол наклона выходных кромок 2 в меридионапьной плоскости к радиальному направлению равен E. Меридиональный угол наклона периферийной of раничивающей поверхности 3 к оси 4. Ж „, 1687802 А) (54) НАПРАВЛЯЮЩИЙ АППАРАТ ТУРБИН Ы (57) Изобретение относится к турбостроению и может быть использовано при проектировании ипи реконструкции направляющих аппаратов турбин. С целью повышения экономичности выходные кромки лопаток направляющего аппарата, имеющих закрутку, наклон в тангенциальном направлении и B меридиональной плоскости, выполнены согласно математической зависимости, полученной из условия максимума расхода рабочей среды, при котором частицы потока, вытекающие из направляющего аппарата, перемещаются в плоскостях, нормальных к образующим лопаток. 3 ил, турбины в точке 5 ее пересечения с выходной кромкой 2 равен Оп. Корневой и периферийный радиусы выходной кромки 2 соответственно равны г, и гп. Периферийный геометрический угол выхода профиля лопатки 1 в сечении, нормальном выходной кромке 2, равен а<.н.п. Дпя каждой лопатки t угловая координата текущей точки

6 выходной кромки 2, находящейся на радиусе r, равняется и и определяется из уравнения

Х вЂ” — — 1 + X

X — — 1 + — — — — 1 },(1) 1687802 где й) — угловая координата текущей точки выходной кромки, за положительное направление которой принято направление вращения рабочего колеса; сгг-.н.п — периферийный геометрический угол выхода профиля лопатки в сечении, нормальном выходной кромке;

F. — угол наклона выходной кромки в меридиональной плоскости к радиальному направлению, принятый отрицательным при наклоне кромки в сторону рабочего колеса;

6 — 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;

r — текущий радиус точки выходной кромки;

rl — корневой радиус выходной кромки;

r — периферийный радиус выхоцной кромки;

x — показатель закона закрутки лопагки; а,Ь,с — постоянные коэффициенты, определяемые в зависимости от закона распределения меридиональных поточных углов вдоль выходной кромки, Изменение по высоте лопатки 1 выходного угла профиля лопатки определяется законом закрутки лопатки, который описывается выражением .х Х г

iga=tgo» =:rgrr„— ), Р)

Гк,. гп гдето и снап — соответственно выходные углы профиля лопатки на ксрневом г, и периферийном r> радиусах выходной кромки 2; х — показатель закона закрутки лопатки 1.

Изменение по высоте лопатки 1 меридионального поточно о угла 0 (угла между направлением выхода потока и осью 4 турбины в меридиональной плоскости в текущей точке 6 выходной кромки 2) описывается полиномом вида

tg 6= аг + br+ с, где а,b,c — постоянные коэффициенты, зависящие от характера изме eния угла 9== f(r), НапраB!lÿloùltI»I аппарат работает ofleдующим образом.

Поток рабочей среды проходиг лопатки

1 и поступает на р".áo ее колесо.

При выполнении зыходньх кромок лопаток в соответствии c yl, -1внением (1) при заданных значениях ..., г, Й . г» обеспечивается максимальны ;,лс og рабочей среды на выходе иэ направляющего аппарата и оптимальное распределение параметров потока по высоте проточной части эа направляющим аппаратом, соответствие уг5 лов наклона линий тока заданной форме меридионального сечения, проточной части, согласование углов наклона линий тока и углов наклона торцовых ограничивающих поверхностей, что приводит к оптимально10 му натеканию потока на рабочее колесо и оптимальному характеру течения рабочей среды около торцовых ограничивающих поверхностей, 15 Формула изобретения

Направляющий аппарат турбины, установленный перед рабочим колесом и содержащий закрученные криволинейные лопатки, имеющие наклон в тангенциаль20 ном направлении,от лича ю щийся тем, что, с целью повышения экономичности, лопатки имеют дополнительный наклон в меридиональной плоскости, а выходная кромка каждой лопатки выполнена формой, 25 описываемой в цилиндрической системе координат уравнением „ 9 . ., 1Х Ц g» 1

1+t rt О,, — ц я) соэ е

X — " — — 1+ "-X

Г „c — 1ЯЯ Г ) где в — угловая координата текущей точки

40 выходной кромки, за положительное направление которой принято направление вращения рабочего колеса; а, „.„— периферийный геометрический угол выхода профиля лопатки в сечении, нормальном выходной кромке;

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

® — меридиональный угол наклона периферийной orðàêè÷èâàþùåé поверхности к оси турбины в точке ее пересечения с выходной кромкой, принятый положи55 тельным при удалении этой поверхности от оси турбины в сторону рабочего колеса;

r — текущий радиус точки выходной

KPGMKH; гк — корневой радиус выходной кромки;

1687802 с

Составитель В. Кириллов

Редактор 3. Ходакова Техред M.Ìoðleíòàë Корректор М. Шароши

Заказ 3687 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101

r — периферийный радиус выходной кромки; х — показатель закона закрутки лопатки; а,Ь,с — постоянные коэффициенты, определяемые в зависимости от закона распределения меридиональных поточных углов вдоль выходной кромки.