RU2758867C1 - Output apparatus of a flat jet nozzle - Google Patents
Output apparatus of a flat jet nozzle Download PDFInfo
- Publication number
- RU2758867C1 RU2758867C1 RU2020124390A RU2020124390A RU2758867C1 RU 2758867 C1 RU2758867 C1 RU 2758867C1 RU 2020124390 A RU2020124390 A RU 2020124390A RU 2020124390 A RU2020124390 A RU 2020124390A RU 2758867 C1 RU2758867 C1 RU 2758867C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- central body
- channels
- bottom part
- side walls
- jet nozzle
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02K—JET-PROPULSION PLANTS
- F02K1/00—Plants characterised by the form or arrangement of the jet pipe or nozzle; Jet pipes or nozzles peculiar thereto
- F02K1/06—Varying effective area of jet pipe or nozzle
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области авиадвигателестроения, в частности к устройствам авиационного газотурбинного двигателя, а именно к нерегулируемым выходным устройствам плоских реактивных сопел.The invention relates to the field of aircraft engine building, in particular to devices for an aircraft gas turbine engine, namely to unregulated outlet devices of flat jet nozzles.
Известно выходное устройство плоского реактивного сопла авиационного газотурбинного двигателя, содержащее донную часть, верхнюю часть, две боковые стенки с закрепленным на них горизонтальным центральным телом, образующие каналы проточной части (RU №2042852 МПК F02K 1/12. Опубликовано 27.08.1995).Known outlet device of a flat jet nozzle of an aircraft gas turbine engine, containing a bottom part, an upper part, two side walls with a horizontal central body attached to them, forming channels of the flow path (RU No. 2042852 IPC F02K 1/12. Published on 27.08.1995).
Недостатком известного устройства является значительные потери потока из-за его отрывов от поверхностей, образующих каналы проточной части на выходе из плоского реактивного сопла, то есть большее сопротивление потоку и большие потери.The disadvantage of the known device is significant flow loss due to its separation from the surfaces forming the channels of the flow path at the outlet of the flat jet nozzle, that is, greater flow resistance and large losses.
Техническим результатом, достигаемом при использовании заявленного изобретения, является устранение недостатков известного устройства, то есть конструктивное снижение возможности отрыва потока от поверхностей каналов проточной части за счет грамотного газодинамического проектирования и оптимизации формы их обводов, что приводит к уменьшению потерь потока в каналах проточной части и повышению КПД узла в целом.The technical result achieved when using the claimed invention is to eliminate the disadvantages of the known device, that is, to constructively reduce the possibility of separating the flow from the surfaces of the channels of the flow path due to competent gas-dynamic design and optimization of the shape of their bypasses, which leads to a decrease in flow losses in the channels of the flow path and an increase in The efficiency of the unit as a whole.
Указанный технический результат достигается тем, что в известном выходном устройстве плоского реактивного сопла, содержащем донную часть, верхнюю часть, две боковые стенки с закрепленным на них горизонтальным центральным телом, образующие каналы проточной части, согласно изобретению выходное устройство выполнено симметрично относительно вертикальной продольной плоскости и с целью снижения потерь в каналах проточной части площадь сечения центрального тела данной плоскостью, а также любой другой параллельной ей и пересекающей выходную кромку, имеет в выходной части клиновидную форму, при этом указанная площадь выполнена асимметричной, также со стороны каналов проточной части поверхности боковых стенок выполнены поверхностями второго порядка, а поверхности центрального тела, верхней части и донной части сформированы плоскими гранями, причем поверхности верхней части и донной части имеют по два перегиба с каждой стороны относительно плоскости симметрии, при этом выходные кромки верхней части, центрального тела и донной части реализованы стреловидными, угол при вершине которых является тупым, а сами вершины смещены вдоль проточной части соответствующим порядком, при том расстояние между второй и третьей вершинами по меньшей мере в два раза больше, чем между первыми двумя вершинами, при этом каналы проточной части вдоль центрального тела выполнены сужающимися по вертикали до вторых перегибов верхней части и донной части соответственно, при том расширяющимися в направлении боковых стенок.The specified technical result is achieved by the fact that in the known outlet device of a flat jet nozzle containing a bottom part, an upper part, two side walls with a horizontal central body fixed on them, forming channels of the flowing part, according to the invention, the outlet device is made symmetrically relative to the vertical longitudinal plane and with in order to reduce losses in the channels of the flow path, the cross-sectional area of the central body by a given plane, as well as any other parallel to it and crossing the exit edge, has a wedge-shaped shape in the outlet part, while the specified area is asymmetric, and from the side of the channels of the flow path, the surfaces of the side walls are made with surfaces of the second order, and the surfaces of the central body, the upper part and the bottom part are formed by flat faces, and the surfaces of the upper part and the bottom part have two inflections on each side relative to the plane of symmetry, while the output edges of the upper hour These, the central body and the bottom part are swept-like, the apex angle of which is obtuse, and the vertices themselves are displaced along the flow path in the appropriate order, while the distance between the second and third vertices is at least twice as large as between the first two vertices, when In this case, the channels of the flowing part along the central body are made tapering vertically to the second folds of the upper part and the bottom part, respectively, while expanding in the direction of the side walls.
Кроме того, выходные кромки центрального тела выполнены скругленными.In addition, the trailing edges of the central body are rounded.
Кроме того, выходные кромки донной части и верхней части выполнены клиновидной формы.In addition, the trailing edges of the bottom part and the top part are wedge-shaped.
Кроме того, углы стреловидности выходных кромок верхней части, центрального тела и донной части выполнены равными.In addition, the sweep angles of the trailing edges of the upper part, the central body and the bottom part are made equal.
Снижение потерь потока в каналах проточной части, ограниченных поверхностями, описанной выше формы, вокруг центрального тела выходного устройства плоского реактивного сопла подтверждаются газодинамическими расчетами в современных программных комплексах, в частности в ANSYS CFD, а также при испытаниях при продувке масштабированных моделей каналов описанной формы.A decrease in flow losses in the channels of the flow path, bounded by the surfaces of the shape described above, around the central body of the outlet device of a flat jet nozzle is confirmed by gas-dynamic calculations in modern software systems, in particular, in ANSYS CFD, as well as during blowing tests of scaled models of channels of the described shape.
Выполнение выходного устройства симметричным относительно вертикальной продольной плоскости позволяет снизить поперечную неравномерность потока, что снижает вероятность отрыва потока от образующих каналы проточной части поверхностей, приводит к уменьшению потерь потока в каналах проточной части и повышению КПД узла в целом.The execution of the outlet device symmetric with respect to the vertical longitudinal plane allows to reduce the transverse non-uniformity of the flow, which reduces the probability of separation of the flow from the surfaces forming the channels of the flow part, leads to a decrease in flow losses in the channels of the flow part and an increase in the efficiency of the unit as a whole.
Выполнение центрального тела таким образом, что площадь его сечения продольной вертикальной плоскостью, а также любой другой параллельной ей и пересекающей выходную кромку, имеет в выходной части клиновидную форму, что позволяет потоку плавно обтекать выходную часть центрального тела и сливаться по его окончании с минимальным краевым эффектом, что приводит к уменьшению потерь потока на выходе из каналов проточной части и повышению КПД узла в целом.Execution of the central body in such a way that the area of its cross-section by a longitudinal vertical plane, as well as any other parallel to it and crossing the exit edge, has a wedge-shaped shape in the exit part, which allows the flow to smoothly flow around the exit part of the central body and merge at its end with a minimum edge effect , which leads to a decrease in flow losses at the outlet from the channels of the flow path and an increase in the efficiency of the unit as a whole.
Выполнение поверхностей каналов проточной части боковых стенок поверхностями второго порядка, а поверхностей центрального тела, верхней части и донной части сформированными плоскими гранями, причем поверхности верхней части и донной части имеют по два перегиба с каждой стороны относительно плоскости симметрии, что позволяет минимизировать потери потока за счет плавности переходов между смежными поверхностями различной формы, а также за счет обеспечения требуемой формы каналов проточной части вдоль центрального тела для минимизации излишнего торможения и вероятности отрыва потока, что приводит к уменьшению потерь потока в каналах проточной части и повышению КПД узла в целом.Execution of the surfaces of the channels of the flowing part of the side walls with surfaces of the second order, and the surfaces of the central body, the upper part and the bottom part with the formed flat faces, and the surfaces of the upper part and the bottom part have two bends on each side relative to the plane of symmetry, which makes it possible to minimize flow losses due to smooth transitions between adjacent surfaces of various shapes, as well as by ensuring the required shape of the channels of the flow path along the central body to minimize excessive braking and the probability of flow separation, which leads to a decrease in flow losses in the channels of the flow path and an increase in the efficiency of the unit as a whole.
Выполнение каналов проточной части вдоль центрального тела сужающимися по вертикали до вторых перегибов верхней части и донной части соответственно, при том расширяющимися в направлении боковых стенок, позволяет физически прижимать поток к поверхностям, в том числе и в направлении боковых стенок, за счет оптимального сочетания сужения по вертикали, расширения по горизонтали и незапирания потока из-за недостаточной пропускной способности каждого последующего поперечного сечения каналов проточной части, при этом поток начинает плавно менять направление течения в сторону боковых стенок, без отрывов от них, что приводит к уменьшению потерь потока в каналах проточной части и повышению КПД узла в целом.The execution of the channels of the flow path along the central body tapering vertically to the second bends of the upper part and the bottom part, respectively, while expanding in the direction of the side walls, makes it possible to physically press the flow to the surfaces, including in the direction of the side walls, due to the optimal combination of the narrowing along the vertical, horizontal expansion and non-blocking of the flow due to insufficient throughput of each subsequent cross-section of the channels of the flow path, while the flow begins to smoothly change the direction of flow towards the side walls, without separation from them, which leads to a decrease in flow losses in the channels of the flow path and increasing the efficiency of the unit as a whole.
Отсутствие симметрии у площади сечения центрального тела продольной вертикальной плоскостью обусловлено выбором оптимальных геометрических параметров поверхностей каналов проточной части для минимизации отрывов потока, что приводит к уменьшению потерь потока в каналах проточной части и повышению КПД узла в целом.The lack of symmetry in the cross-sectional area of the central body by the longitudinal vertical plane is due to the choice of the optimal geometric parameters of the surfaces of the channels of the flow path to minimize flow separation, which leads to a decrease in flow losses in the channels of the flow path and an increase in the efficiency of the unit as a whole.
Выполнение выходных кромок верхней части, центрального тела и донной части со стреловидностью обусловлено изменением направления и скорости потока в сторону боковых стенок относительно средней его части, то есть выравниванию и оптимизации параметров потока к выходным кромкам и, как следствие, к снижению краевого эффекта, что приводит к уменьшению потерь потока на выходе из каналов проточной части и повышению КПД узла в целом.The execution of the trailing edges of the upper part, the central body and the bottom part with a sweep is due to the change in the direction and velocity of the flow towards the side walls relative to its middle part, that is, the alignment and optimization of the flow parameters to the trailing edges and, as a consequence, to a decrease in the edge effect, which leads to a decrease in flow losses at the outlet from the channels of the flow path and to an increase in the efficiency of the unit as a whole.
Выполнение углов при вершинах стреловидных выходных кромок верхней части, центрального тела и донной части тупым физически минимизирует длину кромок и снижает краевой эффект, а сами вершины смещены вдоль проточной части соответствующим порядком, при том расстояние между второй и третьей вершинами по меньшей мере в два раза больше, чем между первыми двумя вершинами, обеспечивает оптимальные параметры потока для снижения краевого эффекта, что приводит к уменьшению потерь потока на выходе из каналов проточной части и повышению КПД узла в целом.The obtuse angles at the tops of the swept trailing edges of the upper part, the central body and the bottom part are obtuse physically minimizes the length of the edges and reduces the edge effect, and the tops themselves are displaced along the flow path in an appropriate order, while the distance between the second and third vertices is at least twice as large than between the first two peaks, provides optimal flow parameters to reduce the edge effect, which leads to a decrease in flow losses at the outlet from the channels of the flow path and to an increase in the efficiency of the unit as a whole.
Выполнение выходных кромок центрального тела скругленными снижает краевой эффект, что приводит к уменьшению потерь потока на выходе из каналов проточной части и повышению КПД узла в целом.Making the outlet edges of the central body rounded reduces the edge effect, which leads to a decrease in flow losses at the outlet from the channels of the flow path and to an increase in the efficiency of the unit as a whole.
Выполнение выходных кромок донной части и верхней части клиновидной формы снижает краевой эффект, что приводит к уменьшению потерь потока на выходе из каналов проточной части и повышению КПД узла в целом.The execution of the trailing edges of the bottom part and the upper part of the wedge-shaped shape reduces the edge effect, which leads to a decrease in flow losses at the outlet from the channels of the flow path and to an increase in the efficiency of the unit as a whole.
Выполнение углов стреловидности выходных кромок верхней части, центрального тела и донной части равными позволяет выравнивать параметры потока при выходе из каналов проточной части, что приводит к уменьшению потерь потока на выходе из каналов проточной части и повышению КПД узла в целом.Making the sweep angles of the outlet edges of the upper part, the central body and the bottom part equal makes it possible to align the flow parameters at the exit from the channels of the flow path, which leads to a decrease in flow losses at the exit from the channels of the flow path and to an increase in the efficiency of the unit as a whole.
На фиг. 1 представлен эскиз продольного разреза выходного устройства.FIG. 1 shows a sketch of a longitudinal section of the outlet device.
На фиг. 2 представлен вид изометрии сверху и сбоку на выходное устройство.FIG. 2 is a top and side isometric view of the output device.
В частном случае реализации (фиг. 1) выходное устройство плоского реактивного сопла выполнено симметричным относительно вертикальной продольной плоскости, содержит верхнюю часть 1, донную часть 2, две боковые стенки 3 и горизонтальное центральное тело 4, закрепленное на боковых стенках 3 и выходная часть которого выполнена клиновидной со скругленными выходными кромками. Выходные кромки верхней части 1 и донной части 2 выполнены клиновидными (фиг. 1). Выходные кромки верхней части 1, центрального тела 4 и донной части 2 выполнены со стреловидностью, углы А, Б, В, при вершинах 5, 6, 7 которых выполнены тупыми и равными (фиг. 2). При этом сами вершины 5, 6, 7 разнесены вдоль потока таким образом, что расстояние от вершины 6 выходной кромки центрального тела 4 до вершины 7 выходной кромки донной части 2 превышает расстояние от вершины 5 верхней части 1 до вершины 6 выходной кромки центрального тела в 4,5 раза. Каналы проточной части вдоль центрального тела 4 выполнены сужающимися по вертикали, по ходу движения потока (фиг. 1) и расширяющимися по горизонтали (на чертежах не показано). При этом из-за формы центрального тела 4 поверхности верхней части 1 и донной части 2 имеют по два перегиба 8, 9 и 10, 11 с каждой стороны относительно плоскости симметрии. Так как поверхность донной части 2 выполнена таким образом, что имеет перегиб вдоль линии пересечения с продольной вертикальной плоскостью симметрии (фиг. 2). Поверхности в каналах проточной части верхней части 1, центрального тела 4 и донной части 2 сформированы плоскими гранями, а поверхности боковых стенок 3 выполнены криволинейными (второго порядка).In a particular case of implementation (Fig. 1), the outlet device of the flat jet nozzle is symmetrical with respect to the vertical longitudinal plane, contains an upper part 1, a
По всем каналам проточной части обеспечивается плавность переходов, что обеспечивает минимизацию потерь при работе выходного устройства в составе плоского реактивного сопла. Поток, обтекая центральное тело 4, поджимается по вертикали и начинает менять свое направление в части ближе к боковым стенкам 3 и в их сторону из-за расширения каналов проточной части в горизонтальном направлении за счет формы поверхностей боковых стенок 3. Также из-за формы выходных кромок верхней части 1, центрального тела 4 и донной части 2 снижается краевой эффект при выходе потока из каналов проточной части.Smooth transitions are ensured along all channels of the flow path, which minimizes losses during operation of the outlet device as part of a flat jet nozzle. The flow, flowing around the
Реализация каналов проточной части выходного устройства плоского реактивного сопла описанным выше поверхностным формированием позволит уменьшить потери потока при обтекании центрального тела и соответственно приведет к повышению КПД узла в целом.The implementation of the channels of the flow path of the outlet device of the flat jet nozzle by the surface formation described above will reduce the flow loss when flowing around the central body and, accordingly, will lead to an increase in the efficiency of the unit as a whole.
Claims (5)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020124390A RU2758867C1 (en) | 2020-07-23 | 2020-07-23 | Output apparatus of a flat jet nozzle |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020124390A RU2758867C1 (en) | 2020-07-23 | 2020-07-23 | Output apparatus of a flat jet nozzle |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2758867C1 true RU2758867C1 (en) | 2021-11-02 |
Family
ID=78466537
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2020124390A RU2758867C1 (en) | 2020-07-23 | 2020-07-23 | Output apparatus of a flat jet nozzle |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2758867C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2786871C1 (en) * | 2022-02-17 | 2022-12-26 | Публичное акционерное общество "ОДК-Уфимское моторостроительное производственное объединение" (ПАО "ОДК-УМПО") | Exhaust unit of a flat jet nozzle with a central body |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3570247A (en) * | 1968-09-14 | 1971-03-16 | Rolls Royce | Jet nozzle thrust spoiling and thrust reversing mechanism |
US4463903A (en) * | 1982-05-10 | 1984-08-07 | Nightingale Douglas J | Turbomachine ejector nozzle |
RU2042852C1 (en) * | 1990-05-03 | 1995-08-27 | Акционерное общество открытого типа "Авиадвигатель" | Flat jet nozzle for gas-turbine engine |
RU2387863C2 (en) * | 2007-03-15 | 2010-04-27 | Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение "Сатурн" | Gas turbine engine outlet device |
RU2686535C1 (en) * | 2018-04-17 | 2019-04-29 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный институт авиационного моторостроения имени П.И. Баранова" | Flat output device of three-loop gas turbine engine of variable cycle |
-
2020
- 2020-07-23 RU RU2020124390A patent/RU2758867C1/en active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3570247A (en) * | 1968-09-14 | 1971-03-16 | Rolls Royce | Jet nozzle thrust spoiling and thrust reversing mechanism |
US4463903A (en) * | 1982-05-10 | 1984-08-07 | Nightingale Douglas J | Turbomachine ejector nozzle |
RU2042852C1 (en) * | 1990-05-03 | 1995-08-27 | Акционерное общество открытого типа "Авиадвигатель" | Flat jet nozzle for gas-turbine engine |
RU2387863C2 (en) * | 2007-03-15 | 2010-04-27 | Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение "Сатурн" | Gas turbine engine outlet device |
RU2686535C1 (en) * | 2018-04-17 | 2019-04-29 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный институт авиационного моторостроения имени П.И. Баранова" | Flat output device of three-loop gas turbine engine of variable cycle |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2786871C1 (en) * | 2022-02-17 | 2022-12-26 | Публичное акционерное общество "ОДК-Уфимское моторостроительное производственное объединение" (ПАО "ОДК-УМПО") | Exhaust unit of a flat jet nozzle with a central body |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2181076C2 (en) | Immersible nozzle with inversely directed rhomb-shaped inner geometry, built-up immersible nozzle with variable effective discharging angles and method for passing melt metal through it | |
CA1224423A (en) | Mist eliminator for eliminating droplets from a gaseous flow | |
CZ292263B6 (en) | Submerged entry nozzle | |
US10415519B2 (en) | Duct structure | |
CN1078168A (en) | Demister | |
EP1707762B1 (en) | Steam turbine exhaust system and method of modifying the same | |
US4975101A (en) | Device for separating liquid droplets from a gas stream | |
US10890381B2 (en) | Cross-flow heat exchanger | |
JP7212671B2 (en) | Improved process-enhanced flow reactor | |
NO169581B (en) | CATALYTIC CONVERTER | |
RU2758867C1 (en) | Output apparatus of a flat jet nozzle | |
CA2745549A1 (en) | Plate-like separator for separating liquids from a gas stream | |
US5972062A (en) | Device for separating liquid droplets from a gaseous flow and/or for material and heat exchange | |
US5234672A (en) | Method and apparatus for increasing the separating capacity of a flue gas desulfurization apparatus | |
US10828588B2 (en) | Gas liquid separator | |
US5944261A (en) | Casting nozzle with multi-stage flow division | |
RU2758875C1 (en) | Output apparatus of a flat jet nozzle | |
CN112138470A (en) | Double-hook corrugated plate steam-water separator | |
JP2007511354A (en) | Method and apparatus for promoting more uniform vapor distribution in mass transfer and heat exchange columns | |
RU2016142338A (en) | STATIC FLOW MIXER WITH MULTIPLE OPEN CURVED CHANNELS | |
RU2413562C2 (en) | Fluid inlet device for apparatus | |
JP6206976B2 (en) | Heat exchanger | |
CN105401983A (en) | Upstream structure for improving outer cooling effect of component | |
EP3167954A1 (en) | Static mixer | |
ES2492840B2 (en) | CONNECTION STRUCTURE IN FOUNDATION OR MULTIPLE STEP FORGING FOR THE CONNECTION OF A BOILER DRIVING SYSTEM. |