RU101497U1 - TURBINE WORKING SHOVEL - Google Patents

Abstract

Рабочая лопатка турбины, содержащая перо, включающее спинку, корыто, входную, выходную кромки и торец, по периметру которого выполнена реборда, при этом часть реборды, расположенная со стороны корыта, наклонена от пера лопатки, отличающаяся тем, что часть реборды, расположенная со стороны спинки, входной и выходной кромок, также наклонена от пера лопатки. A turbine working blade containing a feather, including a back, trough, input, output edges and an end face, along the perimeter of which a flange is made, while the part of the flange located on the side of the trough is inclined from the feather of the blade, characterized in that the part of the flange located on the side the back, inlet and outlet edges, are also tilted from the feather of the scapula.

Description

Полезная модель относится к авиадвигателестроению, в частности к рабочим лопаткам турбины ротора газотурбинного двигателя.The utility model relates to aircraft engine building, in particular to the working blades of a turbine of a rotor of a gas turbine engine.

Известна рабочая лопатка турбины, которая содержит перо, включающее спинку, корыто, входную, выходную кромки и торец, по периметру которого выполнена реборда. Стенки реборды являются продолжением поверхностей лопатки. (Авторское свидетельство №1758247 F01D 5/20).Known turbine blade, which contains a feather, including the back, trough, inlet, outlet edges and end, along the perimeter of which a flange is made. The flange walls are a continuation of the surfaces of the scapula. (Copyright Certificate No. 1758247 F01D 5/20).

При прохождении воздуха через ступень турбины возникают перетечки через радиальный зазор между корпусом турбины и торцами лопаток и вторичные течения внутри лопаточного канала, вследствие чего возникают значительные потери. Для уменьшения этих потерь по периметру торца лопатки выполнена реборда, которая служит в качестве гребней лабиринтного уплотнения и снижает окружные перетекания воздуха в радиальном зазоре. Однако, такая конструкция реборды не воздействует на вторичные потери энергии внутри лопаточного канала, что приводит к снижению КПД ступеней турбины.As air passes through the turbine stage, overflows occur through the radial clearance between the turbine housing and the ends of the blades and secondary flows inside the blade channel, resulting in significant losses. To reduce these losses, a flange is made around the perimeter of the blade end, which serves as ridges of the labyrinth seal and reduces the circumferential flow of air in the radial clearance. However, such a flange design does not affect secondary energy losses inside the scapula, which leads to a decrease in the efficiency of the turbine stages.

Также известна Конструкция рабочей лопатки турбины, которая содержит перо, включающее спинку, корыто, входную, выходную кромки и торец, по периметру которого выполнена реборда. Часть реборды, расположенная со стороны корыта наклонена от пера лопатки. (Тезисы докладов LV-сессии РАН, статья «Исследование улучшенной периферии необандаженной рабочей лопатки для снижения потерь в радиальном зазоре турбины» Алексахин И.Е., Брегман В.М., Мамаев Б.И., сентябрь 2008 г.).Also known is the design of the working blade of the turbine, which contains a feather including a backrest, trough, inlet, outlet edges and an end face, along the perimeter of which a flange is made. The part of the flange located on the side of the trough is inclined from the feather of the scapula. (Abstracts of reports of the LV-session of the Russian Academy of Sciences, article “Research on the improved periphery of an unbroken rotor blade to reduce losses in the radial clearance of a turbine”, Aleksakhin I.E., Bregman V.M., Mamaev B.I., September 2008).

Введение наклона реборды со стороны корыта изменяет условия обтекания потоком периферийной части лопатки и образует вихрь уменьшающий интенсивность вторичных течений. При этом изменяется распределение давлений по профилю примерно на 10% высоты лопатки от ее торца. При подобном наклоне перепад давлений в окружном направлении возрастает. Этот рост обусловлен в основном повышением статического давления со стороны корыта. Увеличение окружной составляющей силы в этой части лопатки составляет 2-3%, что соответствует росту КПД ступени 0,15-0,2%. Однако, наклон стенки реборды только со стороны корыта не значительно воздействует на вторичные потери энергии в межлопаточном канале.The introduction of the tilt of the flange from the side of the trough changes the flow conditions around the peripheral part of the scapula and forms a vortex that reduces the intensity of the secondary flows. In this case, the pressure distribution along the profile changes by about 10% of the height of the blade from its end. With a similar slope, the differential pressure in the circumferential direction increases. This increase is mainly due to increased static pressure from the trough. The increase in the circumferential component of the force in this part of the blade is 2-3%, which corresponds to an increase in the efficiency of the stage of 0.15-0.2%. However, the inclination of the flange wall only from the side of the trough does not significantly affect the secondary energy loss in the interscapular canal.

Технической задачей полезной модели является снижение влияния вторичных вихревых течений в межлопаточном канале, за счет чего повышение КПД.The technical task of the utility model is to reduce the effect of secondary vortex flows in the interscapular canal, due to which the efficiency increase.

Поставленная техническая задача решается тем, что рабочая лопатка турбины, содержит перо, включающее спинку, корыто, входную, выходную кромки и торец, по периметру которого выполнена реборда. Часть реборды, расположенная со стороны корыта наклонена от пера лопатки.The stated technical problem is solved by the fact that the working blade of the turbine contains a feather, including a back, trough, input, output edges and an end face, along the perimeter of which a flange is made. The part of the flange located on the side of the trough is inclined from the feather of the scapula.

Новым в полезной модели является то, что часть реборды, расположенная со стороны спинки, входной и выходной кромок также наклонена от пера лопатки.New in the utility model is that the part of the flange located on the back, input and output edges is also inclined from the feather of the blade.

На прилагаемых чертежах изображена заявляемая рабочая лопатка турбины:The accompanying drawings depict the inventive turbine blade:

Фиг.1 - общий вид;Figure 1 - General view;

Фиг.2 - вид А фиг.1.Figure 2 is a view A of figure 1.

Рабочая лопатка турбины, содержит перо 1, включающее спинку 2, корыто 3, входную кромку 4, выходную кромку 5 и торец 6, по периметру которого выполнена реборда 7. Реборда 7 наклонена от пера лопатки.The working blade of the turbine contains a feather 1, including a back 2, a trough 3, an input edge 4, an output edge 5 and an end face 6, along the perimeter of which a flange 7 is made. The rib 7 is inclined from the feather of the blade.

Воздух, перетекает через радиальный зазор между корпусом турбины и торцом 6 лопатки 1, а также по межлопаточному каналу, попадает на наклонные поверхности реборды 7 и образует вихрь, который воздействует на вторичные течения, уменьшая их. Изменение структуры потока приводит к улучшению обтекания спинки 2 периферийного сечения лопатки 1, что способствует росту перепада статических давлений в окружном направлении. Суммарное увеличение окружной составляющей силы в периферийной части лопатки составляет 5-6%, что соответствует росту КПД ступени на 0,45-0,52%.Air flows through the radial clearance between the turbine body and the end face 6 of the blade 1, as well as along the interscapular channel, enters the inclined surfaces of the flange 7 and forms a vortex that acts on the secondary flows, reducing them. The change in the flow structure leads to an improvement in the flow around the back 2 of the peripheral section of the blade 1, which contributes to the increase in the differential pressure in the circumferential direction. The total increase in the circumferential component of the force in the peripheral part of the blade is 5-6%, which corresponds to an increase in the efficiency of the stage by 0.45-0.52%.

При использовании лопаток с ребордой наклоненной по всему периметру происходит снижение интенсивности вторичных вихрей в периферийной части межлопаточного канала, за счет чего увеличивается КПД ступени турбины.When using blades with a flange inclined around the entire perimeter, the intensity of the secondary vortices decreases in the peripheral part of the interscapular canal, thereby increasing the efficiency of the turbine stage.

Claims (1)

Рабочая лопатка турбины, содержащая перо, включающее спинку, корыто, входную, выходную кромки и торец, по периметру которого выполнена реборда, при этом часть реборды, расположенная со стороны корыта, наклонена от пера лопатки, отличающаяся тем, что часть реборды, расположенная со стороны спинки, входной и выходной кромок, также наклонена от пера лопатки.

A turbine working blade containing a feather, including a back, trough, input, output edges and an end face, along the perimeter of which a flange is made, while a part of the flange located on the side of the trough is inclined from the feather of the blade, characterized in that the part of the flange located on the side the back, inlet and outlet edges, are also tilted from the feather of the scapula.