SU1760177A1 - Рабоча лопатка турбомашины - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к области турбостроени  и касаетс  рабочих лопаток турбо- машин. Цель изобретени  - снижение вторичных потерь в корневых сечени х и повышение устойчивости пограничного сло  в средних сечени х рабочей лопатки. Дл  этого каналы 2, выполненные в пере 1 лопатки располагаютс  под остным углом к оси пера 1. На спинке пера в корневом сечении , в области двугранного угла, образованного поверхностью лопатки и втулкой, выполнена щель 3, с которой соединены входные отверсти  каналов. Выходные отверсти  каналов 4 расположены в средней части спинки пера в области входной кромки . Така  конструкци  лопатки позвол ет отсасывать часть газа из пограничного сло  со спинки пера из области двугранного угла, образованного поверхностью лопатки и втулкой, и выдувать этот газ в средней части спинки пера в области входной кромки, в результате чего снижаютс  вторичные потери в корневых сечени х и повышаетс  устойчивость пограничного сло  в средних сечени х пера лопатки. 1 ил.

Description

Предполагаемое изобретение относитс  к турбостроению.

Предлагаемое техническое решение может быть использовано в компрессоре и турбине авиационного двигател .

Известна лопатка турбомашины 1, имеюща  поперечные каналы, размещенные по высоте пера со стороны спинки таким образом, что при работе компрессора часть обтекающего лопатку воздуха из пограничного сло  на спинке пера по каналам перепускаетс  в зону входной кромки. В результате возрастает КПД турбомашины за счет повышени  устойчивости потока при обтекании лопатки с большими положительными углами атаки. Эффект, положенный в основу а. с. СССР N; 1502851 А1, обусловлен

перепадом статического давлени , реализуемым при обтекании крылового профил .

Недостатком такой лопатки  вл ютс  большие потери полного давлени  во втулочном сечении.

Сравнение за вл емого дополнительного изобретени  с основным по а. с. СССР № 1502851 А1 позволило вы вить решение, содержащее признак сходный с признаком прототипа - наличие каналов, соедин ющих область выходной кромки лопатки с областью входной кромки; позвол ющие за счет разности статического давлени , реализуемого при обтекании профилированной лопатки , удал ть часть газа из пограничного сло  в зоне выходной кромки и вдувать этот газ в области входной кромки, увеличива  энергию пограничного сло  у входной кромО

О

ки и предотвращени  турбулентный отрыву выходной кромки.

За вл ема  лопатка отличаетс  от основного изобретени  по а. с, СССР N; 1502851А1 тем, что отсос пограничного сло  осуществл етс  через щель в районе двугранного угла и дл  этой цели дополнительно используютс  центробежные силы, действующие на газ во вращающемс  рабочем колесе.

В за вл емом техническом решении рабоча  лопатка также про вл ет свойства прототипа. Однако предлагаема  лопатка с указанным расположением каналов про вл ет и новые свойства не присущие прототипу и другим техническим решени м, а именно, имеет место эффект снижени  потерь полного давлени  вызванных развитыми вторичными течени ми в районе двугранного угла в межлопаточном канале. Кроме того, процесс удалени  пограничного сло  с поверхности лопатки интенсифицируетс  за счет центробежных сил. Причем, использование центробежных сил делает сам процесс отсоса пограничного сло  мало зависимым от радиального и осевого перепадов давлени , существенно мен ющихс  при изменении углов атаки.

Таким образом, за вл ема  рабоча  лопатка соответствует критерию новизна.

На чертеже изображена рабоча  лопатка осевой турбомашины.

Рабоча  лопатка имеет щель 3 на спинке пера 1 в корневом сечении в области двугранного угла, образованного поверхностью лопатки и втулкой, соединенную р дом каналов 2, образующих острый угол с осью пера, с выходными отверсти ми 4, расположенными на стенке пера в области входной кромки в средних сечени х пера.

Рассто ние от входной кромки до кра  щепи, угол наклона щели относительно перпендикул рна к оси пера лопатки, длина щели, ширина щели, шаг входных отверстий каналов по длине щели, высота размещени  выходных отверстий каналов, их диаметр, шаг по высоте пера и рассто ние от входной кромки до их центров определ ютс  соответственно из следующих соотношений:

ХЩ (0.6...0.7)Ь; fir- 10...15°; l (0,2...0,3}b: а (0,03...0.04)Ь: И (1,0. .1,5)d- п ых (0,4...0,6)гг d -(0,2...0.25)c: ta (3,0.. .4,0)0 хЧых (0,1. .0.15)b:

0

5

0

5

0

5

где Хщ - рассто ние от входной кромки до кра  щели,

(- угол наклона щели относительно перпендикул ра к оси пера лопатки,

I - длина щели,

а - ширина щели,

ti - шаг отверстий по длине щели,

Ьвых - высота размещени  выходных отверстий каналов,

d - диаметр отверстий,

t2 - шаг отверстий по высоте пера лопатки ,

хвых - рассто ние от входной кромки до центров выходных отверстий

b -- длина хорды профил  лопатки,

h - высота пера лопатки,

с - максимальна  толщина пера лопатки .

При вращении рабочего колеса за счет перепада статического давлени , имеющего место при обтекании профил  лопатки, а также за счет центробежных сил, действующих на газ в каналах, происходит отсос части газа из пограничного сло  со спинки в корневом сечении в районе двугранного угла , образованного поверхностью лопатки и втулкой, и выдув этого газа в средних сечени х спинки пера в области входной кромки , вследствие чего предотвращаетс  накопление и отрыв пограничного сло  в корневых сечени х и увеличиваетс  энерги  пограничного сло  в средних сечени х спинки пера. В результате снижаютс  вторичные потери в корневых сечени х и повышаетс  устойчивость пограничного сло  в средних сечени х пера лопатки.

Claims (2)

1. Формула изобретени 

   Рабоча  лопатка Турбомашины, содержаща  перо с выполненными в нем каналами , имеющими входные и выходные отверсти  на спинке пера, отличающа - с   тем, что, с целью снижени  вторичных

   потерь в корневых сечени х и повышени  устойчивости пограничного сло  в средних сечени х пера лопатки, каналы выполнены под острым углом коси пера, на спинке пера в корневом сечении выполнена щель, с которой сообщены входные отверсти  каналов , а выходные отверсти  каналов расположены в средней части спинки пера в области входной кромки, причем рассто ние от входной кромки до кра  щели, угол

   наклона щели относительно перпендикул рна к оси пера лопатки, длина щели, ширина щели, высота размещени  выходных отверстий каналов определ етс  соответственно из следующих соотношений:

   Хщ 0,6...0,7Ь.

   где Хщ -- рассто ние от входной кромки до кра  щели;

   b - длина хорды профил  лопатки.

   о) 10-15°.

   где угол наклона щели относительно перпендикул рна к оси пера лопатки,

   I 0.
2. 2. .О.ЗЬ. где I - длина щели,

   а 0.03...0,04Ь. где а - ширина щели,

   Ьвых 0.4...0,5Ь,

   где Нвых высота размещени  выходных о верстий каналов.