Стенд для продувки лопаточных решеток турбомашин

 

Использование: для газодинамических исследований элементов турбомашин, в частности их кольцевых и секторных решеток. Сущность изобретения: обеспечение максимального приближения радиального градиента давления на выходе решетки к натурным значениям при минимальном искажении структуры потока в сечении измерений (что повышает достоверность результатов исследования). Стенд содержит газоподводящий кольцевой патрубок, кольцевой корпус для размещения кольцевой или секторной лопаточной решетки и газоотводящий кольцевой патрубок. Новым в конструкции является выполнение диафрагмы , размещенной в газоотводящем патрубке с образованием со стенкой последнего уступа с целью максимального приближения радиального градиента давления на выходе решетки к натурным значениям при минимальном искажении структуры потока. 4 ил. сл С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)л G 01 М 15/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛ6СТВУ

4 ! о ф (л3 (21) 4342881/06 (22) 08.10.87 (46) 30.09,92, Бюл. № 36 (71) Центральный институт авиационного моторостроения им. П,И,Баранова (72) В,Д,Венедиктов и А.Б.Грановский (56) 1, Шнеэ Я.И. и др, К вопросу экспериментального исследования кольцевых решеток с малым втулочным отношением.

Энергетика, ¹ 9, 1969, с. 46-51.

2. Авторское свидетельство СССР

¹ 887966, кл. G 01 М 9/00, 1981, (54) СТЕНД ДЛЯ ПРОДУВКИ ЛОПАТОЧHblX РЕШЕТОК ТУРБОМАШИН (57) Использование: для газодинамических исследований элементов турбомашин, в частности их кольцевых и секторных решеток.

Сущность изобретения: обеспечение макси1

Изобретение относится к экспериментальному оборудованию для газодинамических исследований элементов турбомашин, в частности к стендам для продувки их кольцевых и секторных решеток.

Известны стенды для продувки кольцевых решеток, содержащие подводящий канал, корпус для размещения исследуемой решетки и отводящий канал с устройством для создания на выходе из решетки радиального градиента давлений, выполненным, например, в виде кольцевого диска с прорезями, переменной по высоте лопаток пропускной способности, либо в виде решетки радиальных штырей и др, (1).

Недостатком такой конструкции является возникновение на трансзвуковых режимах работы скачков уплотнения перед неподвижными элементами указанного уст„„SU „„1765743 А1 мального приближения радиального градиента давления на выходе решетки к натурным значениям при минимальном искажении структуры потока в сечении измерений (что повышает достоверность результатов исследования), Стенд содержит газоподводящий кольцевой патрубок, кольцевой корпус для размещения кольцевой или секторной лопаточной решетки и газоотводящий кольцевой патрубок, Новым в конструкции является выполнение диафрагмы, размещенной в газоотводящем патрубке с образованием со стенкой последнего уступа с целью максимального приближения радиального градиента давления на выходе решетки к натурным значениям при минимальном искажении структуры потока, 4 ил, ройства, что значительно искажает поле течения за кольцевой решеткой, Известен также стенд для продувки лопаточных решеток турбомашин, содержащий подводящий канал, корпус для размещения исследуемой решетки и отводящий канал с размещенным в нем сопротивлением (2), Недостатком такой конструкции также является возникновение на режимах

ihip >0,9-1 системы скачков на входных кромках спрямляющих лопаток. Кроме того, возможно отражение кромочных скачков, возникающих за исследуемой решеткой, от поверхности спрямляющих лопаток обратно в поток, Это искажает структуру течения за решеткой и значительно увеличивает погрешность измерений. Наконец, подобное, устройство может обеспечить близкий к на1765743

40 турному радиальный градиент давления только на одном режиме (для которого оно было спроектировано). При изменении режима работы данной решетки (и тем более при исследовании другой решетки) устрой- 5 ство не обеспечивает потребного радиального градиента на выходе.

Целью изобретения является обеспечение натурного радиального градиента давлений на выходе из кольцевой.(секторной) решетки при минимальном искажении структуры потока в сечении измерений.

Цель достигается тем, что стенд для продувки лопэточных решеток турбомашин содержит кольцевой корпус, в котором установлена лопаточная решетка, подключенный на входе и на выходе соответственно к газоподводящему и газоотводящему кольцевым патрубкам, и диафрагму, размещенную в газоотводящем патрубке с образованием со стенкой последнего уступа, с целью максимального приближения радиального градиента давления на выходе решетки к натурным значениям при минимальном искажении структуры потока, Диафрагма выполнена кольцевой и укреплена в стенке патрубка с возможностью радиального перемещения, а отношение расстояния от выходного среза лопаточной решетки до диафрагмы к шагу решетки составляет 0,5-2,0.

На фиг,1 показан продольный разрез стенда; на фиг,2 показан вид на стенд со стороны выхлопа (вид А на фиг,1); на фиг,3 и 4 показаны результаты, полученные с использованием предлагаемого устройства, Стенд содержит газоподводящий кольцевой патрубок 1, кольцевой корпус 2 для размещения исследуемой кольцевой или секторной лопаточной решетки 3 и газоотводящий кольцевой патрубок 4 с размещенной в нем диафрагмой 5, образующей со стенкой последнего уступ, с целью максимального приближения радиального градиента давления на выходе решетки к 45 натурным значениям при минимальном искажении структуры потока. Диафрагма 5 выполнена кольцевой и укреплена в стенке патрубка с возможностью радиального перемещения, а отношение расстояния от вы- 50 ходного среза лопаточной решетки до диафрагмы 5 к шагу решетки составляет 0,52,0, При испытании кольцевой (секторной) решетки 3 для создания потребного рэди- 55 ального градиента давления на выходе с помощью диафрагмы 5 на наружном диаметре газоотводящего канала 4 образуется кольцевой уступ высотой д. При этом в потоке вследствие искривления линий тока к втулке возникает радиальный градиент давления, Изменяя глубину погружения элементов диафрагмы 5 в проточную часть (высоту уступа д), можно получать любой заданный градиент давления.

Обтекание кольцевого уступа под углом

Pz = 15-30 к окружному направлению даже на сверхзвуковых режимах работы не приводит к возникновению дополнительных скачков уплотнения в потоке. Поскольку высота уступа не превышает нескольких миллиметров, он практически не влияет на форму и интенсивность внешних кромочных скачков за лопатками и не приводит к их отражению, Все это способствует сохранению регулярной структуры потока за решеткой, близкой к натурной в условиях турбинной ступени, Устройство позволяет легко устанавливать произвольный (потребный) радиал ьный градиент статического давления на выходе в зависимости от решетки и режима ее работы в процессе эксперимента. Измерения газодинамических параметров и газодинамической эффективности в этом случае будет сопровождаться минимальной погрешностью, Наличие гладкой втулки значительной осевой протяженности (baT>à) способствует безотрывному течению на внтреннем диаметре за решеткой.

На фиг.3 в качестве иллюстрации показано отношение осредненных давлений на периферии и у втулки Pzpap/Pgay в зависимости от приведенной скорости за кольцевой решеткой íà среднем диаметре ).„д,р при различной высте выступа д на наружном диаметре отводящего канала. Видно, что с увеличением д радиальный градиент давлений быстро возрастает. На фиг.4 показано распределение статического давления по высоте лопаток íà режимах 1„д, =1,1 и 1,15 при высоте выступа д =3 мм.

Формула изобретения

Стенд для продувки лопаточных решеток турбомашин, содержащий корпус с лопаточной решеткой, подключенный на входе и на выходе соответственно к газоподводящему и газоотводящему кольцевым патрубкам, и диафрагму, размещенную в последнем с образованием со стенкой патрубка уступа, отличающийся тем, что, с целью максимального приближения радиального градиента давления на выходе из решетки к натурному при минимальном искажении структуры потока, диафрагма выполнена кольцевой и укреплена в стенке

1765743 патрубка с возможностью радиального перемещения, а отношение расстояния от выходного среза лопаток до диафрагмы к шагу решетки составляет 0,5-2,0, Фиг.1

/ 2иОД б 2 8l7l

0,4

Составитель А,Грановский

Редактор Т,Лошкарева Техред М.Моргентал Корректор С.Лисина

Заказ 3381 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

2 10

Левад.cp.

OS 10 rr 1г 1г

Фиг. 3 д,48 052

gus. 4