RU2188965C1 - Suction pipe of francis hydraulic turbine - Google Patents

Abstract

FIELD: hydraulic machines. SUBSTANCE: suction pipe of proposed Francis hydraulic turbine has inlet and outlet diffuser sections connected by curvilinear elbow. Pipe has profiled blades installed along setting on convex and concave walls of curvilinear elbow with tilting in direction of flow, and bypass pipelines communicating interblade channels of concave wall of curvilinear elbow with interblade channels of convex wall. EFFECT: reduced level of cavitation and noise owing to reduction of intensity of flow fluctuations in suction pipe. 1 dwg

Description

Изобретение относится к гидромашиностроению и может быть использовано в отсасывающих трубах радиально-осевых гидротурбин. The invention relates to hydraulic engineering and can be used in the suction pipes of radial-axis hydraulic turbines.

Известна отсасывающая труба радиально-осевой гидротурбины, содержащая диффузорные входной и выходной участки, соединенные криволинейным коленом [1] . Недостатком известной отсасывающей трубы является повышенный уровень кавитационной эрозии и шума из-за возникновения пульсаций потока в проточной части [2] . Известно также, что усилению интенсивности пульсаций потока способствует возникновение отрывных течений, образующихся при обтекании выпуклых стенок [3]. Эта отсасывающая труба выбрана в качестве прототипа. Known suction pipe of a radial-axial hydraulic turbine containing diffuser inlet and outlet sections connected by a curved bend [1]. A disadvantage of the known suction pipe is an increased level of cavitation erosion and noise due to flow pulsations in the flow part [2]. It is also known that an increase in the intensity of flow pulsations is facilitated by the occurrence of separated flows formed during the flow around convex walls [3]. This suction pipe is selected as a prototype.

В основу изобретения поставлена задача снижения уровня кавитационной эрозии и уменьшение уровня шума за счет снижения интенсивности пульсаций потока в отсасывающей трубе. The basis of the invention is the task of reducing the level of cavitation erosion and reducing the noise level by reducing the intensity of the pulsations of the flow in the suction pipe.

Сущность изобретения заключается в том, что отсасывающая труба радиально-осевой гидротурбины, содержащая диффузорные входной и выходной участки, соединенные криволинейным коленом, снабжена профилированными лопатками, установленными вдоль ее проточной части на выпуклой и вогнутой стенках криволинейного колена с наклоном по потоку, и перепускными трубопроводами, сообщающими межлопаточные каналы вогнутой стенки криволинейного колена с межлопаточными каналами его выпуклой стенки. The essence of the invention lies in the fact that the suction pipe of a radial-axial hydraulic turbine containing diffuser inlet and outlet sections connected by a curved elbow is provided with profiled blades mounted along its flowing part on the convex and concave walls of the curved elbow with an inclined flow and bypass pipelines, communicating the interscapular channels of the concave wall of the curved knee with the interscapular channels of its convex wall.

Установка профилированных лопаток на выпуклых и вогнутых стенках криволинейного колена с наклоном по потоку приведет к увеличению сопротивления пульсационным составляющим скорости, направленным вверх по потоку, что приведет к уменьшению интенсивности пульсаций потока и соответственно к снижению интенсивности кавитационной эрозии и уровня шума. Перепуск жидкости из зоны повышенного давления около вогнутой стенки криволинейного колена в зону пониженного давления около выпуклой стенки криволинейного колена позволит за счет наклона профилированных лопаток по потоку подводить дополнительную кинетическую энергию в пристеночный пограничный слой и за счет этого снизить интенсивность отрывных явлений с соответствующим уменьшением интенсивности пульсаций потока, кавитационной эрозии и уровня шума. The installation of profiled blades on the convex and concave walls of the curved knee with an inclined flow will increase the resistance to the pulsation velocity components directed upstream, which will lead to a decrease in the intensity of flow pulsations and, accordingly, to a decrease in the intensity of cavitation erosion and noise level. Bypassing the fluid from the increased pressure zone near the concave wall of the curved knee to the reduced pressure zone near the convex wall of the curved knee allows additional kinetic energy to be supplied into the parietal boundary layer due to the inclination of the profiled blades and thereby reduce the intensity of separation phenomena with a corresponding decrease in the intensity of flow pulsations cavitation erosion and noise level.

На чертеже показана схема отсасывающей трубы радиально-осевой гидротурбины. Отсасывающая труба радиально-осевой гидротурбины содержит диффузорные входной 1 и выходной 2 участки, соединенные криволинейным коленом 3, профилированные лопатки 4, установленные вдоль проточной части на выпуклой 5 и вогнутой 6 стенках криволинейного колена 3 с наклоном по потоку, и перепускные трубопроводы 7, сообщающие межлопаточные каналы 8 вогнутой стенки 6 с межлопаточными каналами 9 выпуклой стенки 5. The drawing shows a diagram of a suction pipe of a radial-axial hydraulic turbine. The suction pipe of the radial-axial hydraulic turbine contains diffuser inlet 1 and outlet 2 sections connected by a curved elbow 3, profiled blades 4 mounted along the flowing part on the convex 5 and concave 6 walls of the curved elbow 3 with an inclined flow, and bypass pipelines 7 communicating interscapular channels 8 of the concave wall 6 with interscapular channels 9 of the convex wall 5.

Отсасывающая труба радиально-осевой гидротурбины работает следующим образом. Поток, покидающий проточную часть гидротурбины, попадает в отсасывающую трубу. Профилированные лопатки 4, установленные с наклоном по потоку на выпуклой 5 и вогнутой 6 стенках криволинейного колена 3, увеличат сопротивление пульсационным составляющим скорости, направленным вверх по потоку, и за счет этого уменьшат интенсивность пульсаций потока и соответственно интенсивность кавитационной эрозии и уровня шума. Перепуск жидкости по перепускным трубопроводам 7 из зоны повышенного давления около вогнутой стенки 6 криволинейного колена 3 в зону пониженного давления около выпуклой стенки 5 позволит за счет наклона профилированных лопаток 4 по потоку подводить дополнительную кинетическую энергию в пристеночный пограничный слой и за счет этого снизить интенсивность отрывных явлений с соответствующим уменьшением интенсивности пульсаций потока, кавитационной эрозии и уровня шума. The suction pipe of the radial-axial hydraulic turbine operates as follows. The stream leaving the flow part of the hydraulic turbine enters the suction pipe. Profiled blades 4 mounted with an inclination downstream on the convex 5 and concave 6 walls of the curved knee 3 will increase the resistance to the pulsating velocity components directed upstream, and thereby reduce the intensity of flow pulsations and, accordingly, the intensity of cavitation erosion and noise level. Bypassing the fluid through the bypass pipelines 7 from the zone of increased pressure near the concave wall 6 of the curved knee 3 to the zone of reduced pressure near the convex wall 5 will allow, due to the inclination of the profiled blades 4, to supply additional kinetic energy to the parietal boundary layer and thereby reduce the intensity of separation phenomena with a corresponding decrease in the intensity of flow pulsations, cavitation erosion and noise level.

Источники информации
1. Степеньков Ю.А. Устройство и ремонт оборудования машинных цехов гидроэлектростанций. - М.: Высшая школа, 1985, с. 22, 38.Sources of information
1. Stepenkov Yu.A. The device and repair of equipment of machine shops of hydroelectric power plants. - M.: Higher School, 1985, p. 22, 38.

2. Кожевников Н.Н. Механическое оборудование гидроэлектростанций. - М.: Высшая школа, 1981, с. 23-27. 2. Kozhevnikov NN The mechanical equipment of hydroelectric power plants. - M.: Higher School, 1981, p. 23-27.

3. Чжен П. Управление отрывом потока. - М.: Мир, 1979. с. 12-15. 3. Zheng P. Control of the separation of the flow. - M .: Mir, 1979. p. 12-15.

Claims (1)

Отсасывающая труба радиально-осевой гидротурбины, содержащая диффузорные входной и выходной участки, соединенные криволинейным коленом, отличающаяся тем, что она снабжена профилированными лопатками, установленными вдоль ее проточной части на выпуклой и вогнутой стенках криволинейного колена с наклоном по потоку, и перепускными трубопроводами, сообщающими межлопаточные каналы вогнутой стенки криволинейного колена с межлопаточными каналами его выпуклой стенки. A suction pipe of a radial-axial hydraulic turbine containing diffuser inlet and outlet sections connected by a curved elbow, characterized in that it is provided with profiled blades mounted along its flowing part on the convex and concave walls of the curved elbow with an inclined flow, and bypass pipelines communicating interscapular channels of the concave wall of the curved knee with interscapular channels of its convex wall.