Радиально-осевая турбина

 

Изобретение может быть использовано при проектировании турбин различного назначения с высокими энергетическими показателями и позволяет повысить экономичность турбины за счет устранения отрывных течений в рабочем колесе. Радиусы R<SB POS="POST">вн</SB> и R<SB POS="POST">н</SB> внутреннего и наружного обводов 6 и 5 определяются по формуле в зависимости от: Z - координаты вдоль оси колеса 3

R<SB POS="POST">1</SB> - наружного радиуса колеса 3

L<SB POS="POST">1</SB>, L<SB POS="POST">2</SB> - высоты лопаток 4 рабочего колеса 3 на входе и выходе соответственно

R<SB POS="POST">2</SB> - среднего радиуса колеса 3 на выходе

B - ширины колеса 3. Координату U средней линии профиля лопатки 4 выбирают по формуле в зависимости от: R - текущего радиуса рабочего колеса 3

Z<SB POS="POST">р</SB> - количества лопаток 4 рабочего колеса 3

β<SP POS="POST">ср</SP> -угла лопатки 4 на выходе из рабочего колеса 3 на радиусе R<SB POS="POST">2</SB>. Толщину D<SB POS="POST">Z</SB> профиля лопатки 4 выбирают по формуле в зависимости от: D<SB POS="POST">2</SB>, D<SB POS="POST">2K</SB>, D<SB POS="POST">2B</SB> - толщины выходной кромки профиля лопатки 4 при ее сечении цилиндрическими поверхностями радиуса R = CONST, R<SB POS="POST">1</SB> = CONST и (R<SB POS="POST">2</SB> - L<SB POS="POST">2</SB>/2) = CONST соответственно

Z - координаты вдоль оси колеса 3

B - ширины колеса 3 и коэффициента K<SB POS="POST">Z</SB> = 10,4 - 0,8. Профилирование проточной части рабочего колеса 3 по этим формулам позволяет устранить отрывные течения в колесе 3, что позволяет получить более высокий КПД. Кроме того, подобное профилирование обеспечивает радиальное расположение образующих лопаток 4, что предопределяет отсутствие в них изгибающих напряжений от центробежных сил при вращении колеса и обеспечивает прочность и надежность конструкции. 4 ил.

C0IO3 СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (1!) Af щ) F 01 D 1/06, 5/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ (ОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4460835/24-06 (22) 18.07.88 (46) 07,05,90. Бюл. 1"- 17 (72) Г.М.Лисичкин, Л.Я.Лазарев, Е.А.Игнатьевский, N.Ä.Àðòàìoíîâ, В.Л.Либин и В.M.Ûóòèí (53) 621.438 (088.8) (56) Михненков Л.В., Коваленко Б.Ф.

Исследование радиально-осевых турбин. Труды конференции молодых специалистов НАМИ, 1969 ° (54) РАДИАЛЬНО-ОСЕВАЯ ТУРБИНА (57) Изобретение может быть использовано при проектировании турбин разпичного назначения с высокими энергетическими показателями и позволяет повысить экономичность турбины за счет устранения отрывных течений в рабочем колесе. Радиусы R „ и R внутреннего и наружного обводов 6 и

5 определяется по формуле в зависимости от : Z — координаты вдоль оси колеса 3; Р, — наружного радиуса колеса 3; 1,, 1 — высоты лопаток 4 рабочего колеса 3 на входе и выходе соответственно; R< — среднего радиуса колеса 3 на выходе;  — ширины колеса 3. Координату U средней линии профиля лопатки 4 выбирают по формуле в зависимости от: R — - текущего радиу-: са рабочего колеса 3; Z — количест4

1562474 ва лопаток 4 рабочего колеса Э 9

9 » угла лопатки 4 на выходе из рабочего колеса 3 на радиусе К . Толщину d2 профиля лопатки 4 выбйрают по формуле в зависимости от: и, и „, и

5 толщины выходной кромки профиля ло- . патки 4 при ее сечении цилиндрическими поверхностями радиуса R = const, R < = const и (R — 1»/2) = const соответственно; Z — координаты вдоль оси колеса 3;  — ширины колеса Э и коэффициента К = 10,4 — 0,8. Про20»

В-1

Z — - координата вдоль оси колеса Э;

R< — наружный радиус колеса 3;

1,,1 — высота лопаток 4 рабочего ко25 леса 3 на входе и в де соответственно;

R - средний радиус колеса 3 на выходе;

 — ширина колеса 3.

Координату средней линии профиля лопатки 4 выбирают s соответствии с уравнениями, U R 9 при 0 «< +Z - В-19 9

U 0 при  — 1 .2(В, — в

g = А (1 — Z) 35 где А=ф + и В= — -"—

2»

Ч = «

Л = (0,7 — 0,8)2 ;

Радиально-осевая турбина содержит входной патрубок 1, радиальный лопаточный сопловой аппарат 2 и радиаль ио-осевое закрытое рабочее колесо Э с лопатками 4 и наружным и внутренним обводами 5 и 6. Радиусы Кв„и R99 внутреннего и наружного обводов 6.и

5 в меридиональной плоскости выбраны в соответствии с уравнениями

Ч вЂ” угловая координата средней линии профиля;

R — - текущий радиус рабочего колеса 39

45 Z — количество лопаток 4 рабочего колеса 3, л

„— угол лопа ки 4 на выходе из рабочего колеса 3 на радиусе R<, толщину П профиля лопатки 4 выбирают в соответствии с уравнением

Kz Z1 а а 1+ 1) г J

55 — d»s - 1.где d =— К- (R— (1- m, — 1, э) 1» — ) + 11

Rg где R г

1»

1 к, Z

° Я» « «° ь

Вь

Изобретение относится к турбостроению и может быть использовано при проектировании турбин различного назНачения с высокими энергетическими показателями.

Цель изобретения — повьппение экоНомичности турбины за счет устранения отрывных течений в рабочем колесе..

На фиг. 1 показана турбина, продольный разрез; на фиг. 2 — средняя линия профиля в угловых координатах на цильиндрической поверхности R = = const с осью Z на фиг. 3 - средняя линия профиля в линейных координатах

На цилиндрических поверхностях К,. =

const, К вЂ” const, К.» - 1»/2

const; на Фиг. 4 †. телесный профиль лопатки на цилиндрической поверхности R = const, Квн -,R1 1 (1 КЯ+ — -,) 1-Е

1» — »

9

1» (1 Ra — ). 1-Е, Н

2, филирование проточной части рабочего колеса Э по этим формулам позволяет устранить отрывные течения в колесе 3, что позволяет получить более высокий КПД. Кроме того, подобное профилирование обеспечивает радиальное расположение образукпцих лопаток 4, что предопределяет отсутствие в них изгибающих напряжений от центробежных сил при вращении колеса и обеспечивает прочность и надежность конструкции. 4 ил.

156

d26 2

О2К вЂ” R

R = — —R!

К = (0,4 — 0,8); д Й Й2в тОЛщИНЫ ВЫХОДНОИ кромки профиля лопатки 4 при ее сечении цилиндрическими поверхностями радиуса R = const, R<= const u (Р2-12/2) = const соответственно.

При работе турбины рабочее тело поступает во входной патрубок 1, выполненный в виде улитки, равномерное распределяющей его по соплам соплового аппарата 2. Проходя через рабочее колесо 3 с лопатками 4, рабочее тело отдает ему энергию. Профилирование проточной части рабочего колеса 3 радчально-осевой турбины согласно приведенным формулам позволяет создать серию турбин, в проточной части которых отсутствуют отрывные течения, что позволяет получить высокий КПД. Подобное профилирование обеспечивает радиальное расположение образующих лопаток 4, что предопределяет отсутствие в них изгибаюй их напряжений от центробежных сил при вращении колеса 3 и, следовательно, обеспечивает прочность и надежность конструкции. Такая форма лопаток 4 позволяет получить колесо 3 фрезерованием цилиндрической фрезой на фрезерном станке с числовым программным управлением. При этом не требуется набора фасонных фрез, существенно упрощается программа обработки рабочего колеса 3, уменьшается трудоемкость изготовления.

Формула из обретения

Радиально-осевая турбина, содержащая входной патрубок, радиальный лопаточный сопловой аппарат и радиально-осевое закрытое рабочее колесо с лопатками.и наружным и внутренним обводами, о т л и ч а ю щ а яс я тем, что, с целью повышения экономичности за счет устранения отрывных течений в рабочем колесе турбины, радиусы внутреннего R q и наружного

R,< обводов в меридиональной плоскос-. ти выбирают в соответствии с уравнениями

R =R.1-(1-R+ ) 1 Z э ен 2

R - R 1-(1-R2 - - — ) 1-Z ) ° н 2 . Z )

2474 — 2 где R

Z R, 12

1= — ——

Z

В

Z

В-1

Z — - координата вдоль оси колеса;

R — наружный радиус колеса;

1 — высота лопаток рабочего коле1э 2 са соответственно на входе и

15 выходе;

R — средний радиус колеса на вы2 ходе;

 — ширина колеса, координату U средней линии профиля лопатки выбирают в соответствии с уравнением

U = R (g при 0 Z a B - 1,, 5 = О при  — 1 (Е В

25 q A(1 Z) где А =gg+Ь;

30 с 2 гр

А

Kx Z

d =d 1+ +— ——

2 (Д2

d2e 1

50 где d2: — LR- (R2 2 )+1 (1- (R2 — 1 2/2)) — d2S

Й

26= d,„ — R

R—

К2 = 0,4 - 0,8 й, d«, d q — толщины выходной кромки профиля лопатки п а -С t

У (Оэ 7 Оэ8) ф (. — угловая координата средней линии профиля, рад;

R — текущий радиус рабочего колеса;

Z — количество лопаток рабочего р колеса; — угол лопатки на выходе из ра2Л бочего колеса на радиусе К, а толщину d профиля лопатки выбира45 ют в соответствии с уравнением

1562474

Составитель А.Зитынюк

Корректор С.Черни

Редактор Н.Яцола Техред N.Äèäûê

Заказ 1043 Тираж 429 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по.изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

1 13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r.Óæãoðoä, ул. Гагарина,101 при ее сечении цилиндрическими поверхностями радиуса R = const, R, = const u (R z — 1,/3 соответственно.