Лопатка турбины
ЛОПАТКА ТУРБИНЫ с профилем,, спинка которого в поперечных сечениях очерчена кривыми, описываемыми степенным полиномом, отличающаяся тем, что, с целью улучшения аэродинамических характеристик кривые описаны полиномом следующего вида: 4 6o4.4-&,...fepv p, : где к - координата кривой вдоль хорды профиля; - координата кривой перпендикулярно хорде профиля/ Ьц Ь;« Ьг , bj ... ip - хоэффици .енты, постоянные для казвдого конкретного сечения профиля, рчисло переменных членов поли- i нома, равное 4-7. (Л С
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ
РЕСПУБЛИН
3(Я) Р 01 D 5 14
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21 ) 3260421/24-06 (22) 16.03.81 (46) 30.01.84. Бюл. Р 4 (72) В.Д.Венедиктов и A.Ì.Êàðåëèí (53) 621.438(088.8) (56) 1. Газотурбинные установки.
Справочное пособие. Л., "Машиностроение". 1978, .с.60.
2. Аронов Б.М. и др. Профилирование лопаток авиационных газовых турбин. М., "Машиностроение", 1975, с. 177 ° (54)(57) ЛОПАТКА ТУРБИНЫ с профилем,, спинка которого в поперечных сечениях очерчена кривыми, описываемыми степенным полиномом, о т л и ч а ющ а я с я тем, что, с целью улучшения аэродинамических характеристик, кривые описаны полиномом следующего вида! где
x - координата кривой вдоль хорды профиля координата кривой перпендикулярно хорде профиля, >з ... — коэффици;ентй, постоянные для каждого конкретного сечения профиля, p - -число переменных членов поли- .Ф нома, равное 4-7. е
1070324 Изобретение относится к турбострое нию и касается формы лопаток турбины.
Известна лопатка турбины с профилем, спинка которого в поперечных еечениях очерчена кривыми, прстроенными графическими методами. Форма кривых подбирается таким образом, что удовлетворяет конструктивным, технологическим и аэродинамическим требованиям 113.
Однако такая форма кривйх не обеспечивает плавного изменения кривизны и затрудняет описание всей поверхности спинки современными математическими методами, необходи- 15 мое для получения координат произвольных сечений при изготовлении и контроля технологической оснастки и лопаток.
Наиболее близкой к предлагаемому является известная лопатка турбины с профилем, спинка которого в передних сечениях очерчена кривыми, Описываемыми степенным полиномом следующего вида:
< =а. a,xà,õ а, Х 0...+арХ, :з. » где — координата кривой вдоль оси турбины> ц — координата кривой перпендикулярно оси турбины; а,, а,, a, а,,... а, — коэф-.
Фициенты постоя» tHe для каждого 35 конкретного сечения профиля, р — число переменных членов полинома равное 3-7.
Аналитическое представление в виде. степенного полинома кривых, очерчива-4 ющих спинку профиля в поперечных сечениях, позволяет описать всю поверхность спинки современными математическими методами в удобной форме и получать координаты любых сечений, необходимых.при изготовлении и 45 для контроля технологической оснастки и лопаток C2J
Однако распределение кривизны кривых вдоль профиля в известной лопатке недостаточно плавное, так как необходимость описания достаточно сложного контура, определяемого конструктивными, технологическими и аэродинамическими требованиями, требует увеличения числа переменных 55 членов полинома, но при этом монотонность распределения кривизны нарушаЕтся, а число биений кривизны определяется максимальной степенью аргумента Х в полиноме. Кроме того, 60 в ряде случаев на концах кривых, в частности в зоне выходной кромки, кривизна может менять .знак. Немоно тонное изменение кривизны, а тем более перегиб кривой, ухудшает 65 аэродинамич у.кие характеристики ло патки.
Цель изобретения - улучшение аэродинамических характеристик лопаток.
Указанная цель достигается тем, что лопатка турбины имеет профиль, спинка которого в поперечных сечениях очерчена кривыми, описываемыми степенным полиномом, кривые описаны полиномом следующего вида: где
x — - координата кривой вдоль хорды профиля;
< — координата кривой перпенди. кулярно хорде профиля
Pz 6g ° ° е Ьр — коэффици енты, постоянные для каждого конкретного сечения профиля, P — - число переменных членов полинома равное 4-7., На чертеже показана лопатка тур-, бины.
Лопатка турбины с профилем 1, спинка 2 которого в поперечных сечениях очерчена кривыми, описываемыми степенным полиномом, причем кривые описаны полиномом следующего вида:
g,,x 6,x0I|,xÐ ... -6 y Ð
Р где Х вЂ” координата кривой вдоль хорды 3 профиля 1, Ц вЂ” координата кривой перпен-. дикулярйо хорде профиля 1, 6 ф Ь< 6g 6 < ° ° i Ьр хоэффи» циенты, постоянные для каждого конкретного профилями
P - -число переменных членов полинома, равное 4-7. коэффициенты В, 3<, 6, 6э ° - ° 6» определяются обычным образом из .граничных условий, определяемых газодинамическими, технологическими, конструктивными требованиями к лопатке. Граничные условия выражаются в виде задания обеих координат.х и < в характерных точках или производных и подстановкой этих известных данных в соответствующие уравнения
LJ 4 05лх < 0 4 х <4 х + ... - рх Р для координаты <
g »<»,, —,р. +Ь + фЬ Р -...0фбро/ " для производной.
Число граничных условий и соответствующих им уравнений должно быть
1070324
Составитель К. Алексеев
Редактор С. Юско ТехредМ.Гергель
Корректор О. Билак
Заказ 11б59/35 Тираж 50/, а
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035 Москва Ж-35 Ра ская наб. . 4 5
Подписное
Ф У ю уш, д /
Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 равно или больше р +1. При избыточ.ном числе граничных условий все они могут быть учтены, например, известным методом наименьших квадратов.
В качестве граничных условий чаще всего могут быть использованы коор- 5 динаты и производные (через углы касательных) в таких характерных точках профиля, как сопряжение с закруглениями кромок., в узком сечении канала, в месте максимальной толщины профиля или просто, ряд точек, отражающих характерный общий вид проектируемого профиля.
При обтекании потоком лопатки турбины с профилем 1 потери уменьшаг ются, так как кривизна изменяется вдоль спинки плавно, беэ биений, что улучшает аэродинамические характеристики лопатки.
Отсутствие биений кривизны определяется невысоким максимальным показателем степени переменной Х в полиноме, описывающей кривые, по которым очерчена спинка в поперечном сечении.
Простая аналитическая форма полинома позволяет описать математически всю поверхность спинки лопатки таким образом, что во всех сечениях ее форма будет близка к оптимальной, что также улучшает аэродинамические характеристики лопатки.
