DE2204247A1 - Grenzschichtbeeinflussung bei Turbomaschinen, insbesondere zur Verwendung in Klimageräten - Google Patents

Grenzschichtbeeinflussung bei Turbomaschinen, insbesondere zur Verwendung in Klimageräten

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DE2204247A1
DE2204247A1 DE19722204247 DE2204247A DE2204247A1 DE 2204247 A1 DE2204247 A1 DE 2204247A1 DE 19722204247 DE19722204247 DE 19722204247 DE 2204247 A DE2204247 A DE 2204247A DE 2204247 A1 DE2204247 A1 DE 2204247A1
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Bernd Dipl.-Ing. χ 8060 Dresden; Doge Klaus Dipl.-Ing. χ 8051 Dresden Rahn
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Luft und Kaeltetechnik VEB
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Luft und Kaeltetechnik VEB
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00—Details, component parts, or accessories
    • F04D29/66—Combating cavitation, whirls, noise, vibration or the like; Balancing
    • F04D29/68—Combating cavitation, whirls, noise, vibration or the like; Balancing by influencing boundary layers
    • F04D29/681—Combating cavitation, whirls, noise, vibration or the like; Balancing by influencing boundary layers especially adapted for elastic fluid pumps
    • F04D29/682—Combating cavitation, whirls, noise, vibration or the like; Balancing by influencing boundary layers especially adapted for elastic fluid pumps by fluid extraction
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00—Details, component parts, or accessories
    • F04D29/66—Combating cavitation, whirls, noise, vibration or the like; Balancing
    • F04D29/68—Combating cavitation, whirls, noise, vibration or the like; Balancing by influencing boundary layers
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Description

Grenzschichtbeeinflussung bei Turbomaschinen, insbesondere zur Verwendung in Klimageräten
Die Erfindung betrifft die optimale Grenzschichtbeeinflussung bei Turbomaachinen durch eine geeignete Spaltgeometrie zwischen Laufrädern und ruhenden Maschinenteilen speziell sowie Grenzschichtbeeinflussung zum Zwecke höchster Energieübertragung im allgemeinen bei geraden oder gekrümmten Maschinenteilen.
Radiale Laufräder mit hohen statischen Energieanteilen, wie sie vorzugsweise in der Klimatechnik Verwendung finden, verlangen eine sorgfältige theoretische und konstruktive Auslegung der Spaltgeometrie· Diese Problematik wird durch extreme Forderungen nach platz- und raumsparender Bauweise in den LuftaufbereitungsSektionen bei Klimageräten weitgehend erschwert.
Stark gekrümmte Strombahnen lassen sich nicht vermeiden und erfordern sorgfältigste strömungstechnische Ausführung aller durchströmten Teile.
Es ist bekannt, bei Radialventilatoren den konstruktiv bedingten Spalt zwischen laufrad und Saugstutzen so zu gestalten, daß entweder der Leckstrom am Eintritt in den Saugstutzen weitgehend gehindert wird, oder es wird eine technologisch vertretbare Kombination von Axial/Radialspalt zwischen Laufrad und Saugstutzen hinsichtlich kleinsten Verlust an Arbeitsenergie ausgeführt.
Des weiteren sind Grenzschichtbeeinflussungen an Radiallaufrädern in der Art bekannt, daß die Grenzschicht vor dem Eintritt in das Laufrad dünn gehalten wird, ohne daß die Geometrie der Spaltausführung berücksichtigt wird. Diese Spaltausführungen haben den Nachteil, daß die lokale Fixierung und Gestaltung des Spaltes zwischen Laufrad und Saugstutzen keine optimale Lösung im Sinne höchstmöglicher Energieübertragung darstellen und deshalb im allgemeinen keine breite Anwendungsmöglichkeit zulassen.
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Der Zweck der Erfindung besteht darin, die Verluste bei Turbomaschinen minimal werden zu lassen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Spaltgeometrie bei RadiallUftern bzw. Turbomaschinen dahingehend zu gestalten, daß unter Ausnutzung des Leckstromes im besonderen höchstmögliche Arbeitsübertragung durch das Laufrad erfolgen kann.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, indem Einblas- oder Absaugschlitze mit einem Überstand in den Laufradschaufeln und geraden oder gekrümmten Gehäuseteilen zur höchsten Energieübertragung angeordnet sind. Die Einblas- oder Absaugschlitze sind zwecks wirkungsvollem Einsatzes stets vor der Ablösestelle der Strömung über dem gesamten Regelbereich der Turbomasphinen angeordnet.
Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, daß die Schlitzbreite aus der turbulenten Grenzschicht vor der AblcJsestelle entsprechend einem äquivalenten Impulsbeiwert im Falle des Einblasens das Verhältnis Überstand zu Schlitzbreite von 1,5 = h/s =1,7 und die Spaltgeometrie in den Bereichen 9° = ^1 - 12°, 13° = ^8 » 17° und 13 ^ | * 16 beträgt.
Im Falle des Ausblasens ist es vorteilhaft, das Verhältnis Überstand zu Schlitzbreite von 0,5 = h/s 3 1 und die Spaltgeometrie in den Bereichen 13° ^ ^1 = 16°, 10 ^ R/s ^ 15 und die Schlitzbreite s nahezu konstant auszuführen.
Die technischen und technisch-ökonomischen Auswirkungen der Erfindung sind eine maximale Energieübertragung. Diese gestattet kleinere Abmessungen der Turbomaschine und kommt den Bedingungen im Klimagerätebau entgegen.
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Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden.
In der zugehörigen Zeichnung stellen dar:
Pig. 1 Einblaseffekt zur Grenzschichtbeeinflussung von Fremd- oder Leckluft
Pig.2 Ausblaseffekt zur Grenzschichtbeeinflussung von Fremd- oder Leckluft
Pig. 3 Radiallüfter mit Grenzschichtbeeinflussung nach F. 1
Pig. 4 Axiallüfter mit Grenzschichtbeeinflussung nach Fig. 1 und 2
Pig. 5 Axialventilator mit Nabendiffusor und Grenzschichtbeeinflussung nach Fig. 1
Zur näheren Erläuterung der Erfindung wird das Anwendungsbeispiel nach Fig. 4 gewählt.
Der Axialventilator besteht aus dem Gehäuse 3» dem Laufrad 1, dem Leitapparat 4 und der Druckkammer 6.
Von der Druckkammer 6 aus führen zur Grenzschichtbeeinflussung am Gehäuse 3 Einblasschlitze 7· Die Einblasschlitze sind mit einem Verhältnis Überstand h zu Schlitzbreite s von 1,6 ausgeführt. Der Konturwinkel^-j beträgt 10°, der Schlitzwinkel «to 15° und das Verhältnis Übergangsradius R zu Schlitzbreite s = Die Anzahl der Einblasschlitze 7 ist beliebig. Sie sind gleichmäßig über den gesamten Umfang des Gehäuses 3 verteilt. Zwischen dem Laufrad 1 und dem Innenmantel des Leitapparates 4 ist ein Spalt 8 ngtch dem Absaugeffekt (Fig. 2) zur Grenzschichtbeeinflussung am Innenmantel des Leitapparates 4 angeordnet.
Die Spaltgeometrie wurde mit <C » ■ 300, s « konstant,Λ = i5°t R/s = 12 und h/s von 0,8 festgelegt und ausgeführt,
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Claims (1)

  1. Patentansprüche
    Grenzschichtbeeinflussung bei Turbomaschinen, insbesondere zur Verwendung in Klimageräten, dadurch gekennzeichnet, daß Einblas- (7) oder Absaugschlitze (8) mit einem Überstand (h) in den Laufradschaufeln und geraden oder gekrümmten Gehäuseteilen zur höchsten Energieübertragung angeordnet sind.
    2, Grenzschichtbeeinflussung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die lage des Einblas- (7) oder Absaugschlitzes (8'. stets vor der Ablösestelle der Strömung über den gesamten Regelbereich der Turbomaschinen liegt,
    3t Grenzschichtbeeinflussung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlitzbreite durch einen entsprechenden äquivalenten Impulsbeiwert im !felle des Einblasens das Verhältnis Überstand (h) zu Schlitzbreite (s) von
    1,5 = h/s i 1,7
    und die Spaltgeometrie in den Bereichen
    9° i ** « 12°
    13° ί A8 B< 17° und
    13 = R/s £ 16
    ausgeführt ist.
    4· Grenzschichtbeeinflussung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlitzbreite durch einen entsprechenden äquivalenten Impulsbeiwert im Falle des Absaugens das Verhältnis Überstand (h) zu Schlitzbreite (s) von
    0,5 ί h/s ί 1
    und die Spaltgeometrie in den Bereichen
    13° « ^1 - 16°
    10 = I £ 15 und
    die Schlitzbreite (β) nahezu konstant ausgeführt ist.
    209834/0783
    Leerseite
DE19722204247 1971-02-12 1972-01-29 Grenzschichtbeeinflussung bei Turbomaschinen, insbesondere zur Verwendung in Klimageräten Pending DE2204247A1 (de)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3031686A1 (de) * 1980-08-22 1982-04-01 Wilhelm Gebhardt Gmbh, 7112 Waldenburg Verfahren zum betreiben einer axialen stroemungsarbeitsmaschine und solche maschine zur durchfuehrung dieses verfahrens

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US4135857A (en) * 1977-06-09 1979-01-23 United Technologies Corporation Reduced drag airfoil platforms

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