DE1054791B

DE1054791B - Grenzschichtabsaugungseinrichtung fuer von einem kondensierbaren Dampf bestroemte Waende

Info

Publication number: DE1054791B
Application number: DEL20367A
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Richard Stroehlen
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1954-11-11
Filing date: 1954-11-11
Publication date: 1959-04-09

Description

Die Ablösung der Grenzschicht bei der Umströmung von Körpern und bei der Durchströmung von Diffusoren ist die Ursache für die Wirbelbildung und damit für Verluste in der Strömung. Die Ablösungsgefahr besteht immer in Gebieten mit Druckanstieg, und zwar um so mehr, je steiler der Druckanstieg in der Grenzschicht ist. Infolge der Rückströmung tritt eine starke Verdickung der Grenzschicht ein, wobei der Ablösungspunkt der Strömung dadurch gegeben ist, daß an der Wand .der Geschwindigkeitsgradient senkrecht zur Wand gleich Null.wird.

Eine sehr wirksame Maßnahme zur Verhinderung der Ablösung der Grenzschicht besteht darin, -durch schmale Schlitze in der Körperwand das verzögerte Grenzschichtmaterial riach außen abzusaugen. Die Strömung legt sich hierbei an die Wand an, und man erhält das Stromlinieifbild der reibungsfreien Strömung. Bei Tragflügeln, Schaufeln usw. kann man hierdurch wesentlich größere Anstellwinkel und damit einen erheblich größeren Auftrieb verwirklichen. Auch bei Strömungen, bei denen die Ablösungsgefahr nicht im Vordergrund des Interesses steht, läßt sich der Reibungswiderstand durch Absaugung der Grenzschicht dadurch vermindern, daß die Neigung der Grenzschicht, turbulent zu werden, wesentlich verringert wird. Der laminare Reibungswiderstand ist bekanntlich wesentlich kleiner als der turbulente.

Es ist eine Grenzschichtabsaugungseinrichtung für die vom Treibdampf beströmte Innenbewandung eines Auslaßdiffusors für Dampfturbinen mit einem mit dem Absaugeschlitz unmittelbar verbundenen, geschlossenen Kanal auf der strömungsfernen Seite der Wand bekannt. Dabei wird das notwendige Druckgefälle durch Anwendung eines anzapfdampfbetriebenen Ejektors erreicht, dessen Saugwirkung durch Zusatz von gedrosseltem Dampf höheren Druckes (höher als der Anzapfdampfdruck) verstärkt werden kann. Bei dieser bekannten Einrichtung kann der zur Absaugung benötigte Unterdruck auch durch einen Wasserstrahlsauger erzeugt werden.

Es ist weiterhin bekannt, zum Zwecke des Niederschlagens des die Grenzschicht bildenden Dampfes die Wand eines solchen Diffusors von außen zu kühlen. _ Absaugeschlitze sind dabei also nicht vorgesehen.

Gemäß der Erfindung wird auf dem Absaugeprinzip aufgebaut, weil die Grenzschichtabsaugung weniger Aufwand erfordert als die genannte Kühlung der Wand von außen. Ferner ist die Absaugung der Grenzschicht in bezug auf das erstrebte Anliegen der Strömung wirkungsvoller. Es handelt sich gemäß der Erfindung um eine Grenzschichtabsaugungseinrichtung für von einem kondensierbaren Dampf beströmte Wände mit einem in der Wand angeordneten Absaugeschlitz und einem mit dem Absaugeschlitz un-Grenzscbichtahsaugungsieinriclituiig

für von einem kondensierbaren Dampf

beströmte Wände

Anmelder:

LICENTIA Patent - Verwaltungs - G. m. b. H., Hamburg 36, Hohe Bleichen 22

Dr.-Ing. Richard Stroehlen, München, ist als Erfinder genannt worden

mittelbar verbundenen, geschlossenen Kanal auf der strömungsfernen Seite der Wand, bei welcher Einrichtung der geschlossene Kanal als Kondensationskanal für die abgesaugte Dampfmenge dient und zu diesem Zweck mit einer Kühleinrichtung und einem Kondensatabfluß ausgerüstet ist. Diese Einrichtung wird insbesondere bei Auslaßdiffusoren von Dampfturbinen angewandt, um eine starke Erweiterung und damit eine kurze Baulänge der Diffusoren verwirklichen zu können.

Der zur Erzielung der Strömung durch den Schlitz notwendige Unterdruck auf der Ausströmseite des Schlitzes wird durch Kühlung und Kondensation des in dem Kanal befindlichen Dampfes hergestellt. Gemäß der Erfindung werden der Vorteil der Erzeugung größeren Unterdruckes und weiterhin die Möglichkeit der Verwendung von Leitungen bedeutend kleineren Durchmessers zur Abführung bzw. Weiterleitung des Kondensats erzielt. Weiterhin kommen Strahlsauger und der für sie benötigte Aufwand, z. B. Aufwand an Leitungen, in Wegfall. Die Leitungen kleinen Durch-

~ -messers beginnen in der unmittelbaren Umgebung des Absaugeschlitzes, da Kühlung und Kondensation des Dampfes unmittelbar hinter dem Absaugeschlitz erfolgen. Weiterhin ergeben sich gemäß der Erfindung die Vorteile, daß nur eine einzige Kondensatleitung benötigt wird, daß der durch die nahe dem Schlitz liegende Kühleinrichtung bewirkte Unterdruck in allen Teilen des Kondensationskanals etwa gleich groß ist, wobei die Höhe des Unterdruckes leicht über/ Kühlwassermenge und -temperatur regelbar ist./

- Außerdem wird wegen des Wegfalls von Strahler^

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weder Dampf noch Druckwasser, sondern nur ein Kühlmittel, z. B. Kühlwasser, zum Betrieb der Absaugungseinrichtung benötigt.

Vorzugsweise ist die Kühleinrichtung als Kühlmittelkanal innerhalb des Kondensationekanals vor- S gesehen. Dabei können im Kondensationskanal Sammelrinnen für das Kondensat angeordnet sein. Der Kondensationskanal kann aus zwei schalenförmigen Hälften zusammengesetzt sein, die mit den benachbarten, der Dampfführung dienenden Wänden aus einem Stück bestehen und miteinander lösbar verbunden sind.

Bei Dampfturbinenanlagen kann das Kondensat dem Kondensator der Turbine oder dem Speisewasserkreislauf der Dampferzeugungsanlage zugeführt werden. Das Kühlmittel kann eine Flüssigkeit oder Kühlluft sein.

In den Fig. 1 und 2 der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Einrichtung gemäß der Erfindung dargestellt.

Gemäß der Fig. 1 wird ein diffusorartiger Hohlkörper von Dampf durchströmt. Auf der Außenseite der Wände 1 dieses z. B. rotationssymmetrischen Hohlkörpers sind zwei ringförmige Kondensationskanäle 3 angeordnet, die durch Absaugeschlitze 2 mit dem Ge- _a5 häuseinneren verbunden sind. Innerhalb jedes Kanals 3 liegt ein von einem beliebigen Kühlmittel durchflossenes Rohr 4. Zur Abführung des Kondensats ist an der tiefsten Stelle des rechten Kanals 3 ein Abfluß 5 vorgesehen.

Gemäß der Fig. 2 ist innerhalb des Kanals 3, in dem die Kondensation erfolgt, eine Sammel- und Abflußrinne 6 für das Kondensat angeordnet. Außerdem besteht gemäß dieser Figur der Kanal 3 aus zwei schalenförmigen Hälften, die mit den benachbarten Teilen der Wände 1 aus einem Stück bestehen und miteinander lösbar verbunden sind.

Claims

Patentansprüche:

1. Grenzschichtabsaugungseinrichtung für von einem kondensierbaren Dampf beströmte Wände mit einem in der Wand angeordneten Absaugeschlitz und einem mit dem Absaugeschlitz unmittelbar verbundenen, geschlossenen Kanal auf der strömungsfernen Seite der Wand, dadurch gekennzeichnet, daß der geschlossene Kanal als Kondensationskanal (3) für die abgesaugte Dampf menge dient und zu diesem Zweck mit einer Kühleinrichtung (4) und einem Kondensatabfluß (5) ausgerüstet ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühleinrichtung als Kühlmittelkanal (4) innerhalb des Kondensationskanals (3) vorgesehen ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß im Kondensationskanal (3) Sammelrinnen (6) für das Kondensat vorgesehen sind.

4. Einrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kondensationskanal (3) aus zwei schalenförmigen Hälften besteht, die mit den benachbarten, der Dampfführung dienenden Wänden (1) aus einem Stück bestehen und miteinander lösbar verbunden sind.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 907 180;
britische Patentschrift Nr. 619 722.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen