Рабочая лопатка турбомашины

союз сОВетсихСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕГПУБЛИК 5)5 Е 04 О 29/38 ЕТЕН ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(54) РАБОЧАЯ ЛОПАТКА ТУРБОМАШИНЫ(57) Изобретение относится к области турбостроения и касается рабочих лопаток турбомашин, Цель изобретения - снижениевторичных потерь в корневых сечениях иповышение устойчивости пограничногослоя в средних сечениях рабочей лопатки,Для этого каналы 2, выполненные в пере 1лопатки располагаются под остным углом к Предполагаемое изобретение относится к турбостроению.Предлагаемое техническое решение может быть использовано в компрессоре и турбине авиационного двигателя.Известна лопатка турбомашины 1, имеющая поперечнь 1 е каналы, размещенные по высоте пера со стороны спинки таким образом, что при работе компрессора часть обтекающего лопатку воздуха из пограничного слоя на "пинке пера по каналам перепускается в зону входной кромки. В результате возрастает КПДтурбомашины за счет повышения устойчивости потока при обтекании лопатки с большими положительными углами атаки, Эффект, положенный в основу а. с, СССР М 1502851 А 1, обусловлен 1760177 А 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 отверстия каналов. Выходные отверстия каналов 4 расположены в средней части спинки пера в области входной кромки. Такая конструкция лопатки позволяет отсасывать часть газа из пограничного слоя 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 снижаются вторичные потери в корневых сечениях и повышается устойчивость пограничного слоя в средних сечениях пера лопатки. 1 ил. перепадом статического давления, реализуемым при обтекании крылового профиля,Недостатком такой лопатки являются большие потери полного давления во втулочном сечении.Сравнение заявляемого дополнительного изобретения с основным по а. с, СССР 1 Ф 1502851 А 1 позволило выявить решение, содержащее признак сходный с признаком прототипа - наличие каналов, соединяющих область выходной кромки лопатки с областью входной кромки; позволяющие за счет разности статического давления, реализуемого при обтекании профилированной лопатки, удалять часть газа из пограничного слоя в зоне выходной кромки и вдувать этот газ в.области входной кромки, увеличивая энергию пограничного слоя у входной кром 1760177ки и предотвращения турбулентный отрыв у выходной кромки.Заявляемая лопатка отличается от основного изобретения по а. с, СССР М 1502851 А 1 тем, что отсос пограничного слоя осуществляется через щель в районе двугранного угла и для этой цели дополнительно используются центробежные силы, действующие на газ во вращающемся рабочем колесе.В заявляемом техническом решении рабочая лопатка также проявляет свойства прототипа. Однако предлагаемая лопатка с указанным расположением каналов проявляет и новые свойства не присущие прототипу и другим техническим решениям, а именно, имеет место эффект снижения потерь полного давления вызванных развитыми вторичными течениями в районе двугранного угла в межлопаточном канале. Кроме того, процесс удаления пограничного слоя с поверхности лопатки интенсифицируется за счет центробежных сил. Причем, использование центробежных сил делает сам процесс отсоса пограничного слоя мало зависимым от радиального и осевого перепадов давления, существенно меняющихся при изменении углов атаки.Таким образом, заявляемая рабочая лопатка соответствует критерию "новизна",На чертеже изображена рабочая лопатка осевой турбомашины.Рабочая лопатка имеет щель 3 на спинке пера 1 в корневом сечении в области двугранного угла, образованного поверхностью лопатки и втулкой, соединенную рядом каналов 2, образующих острый угол с осью пера, с выходными отверстиями 4, расположенными на стенке пера в области входной кромки в.средних сечениях пера.Расстояние от входной кромки до края щепи, угол наклона щели относительно перпендикулярна к оси пера лопатки, длина щели, ширина щели, шаг входных отверстий каналов по длине щели, высота размещения выходных отверстий каналов, их диаметр, шаг по высоте пера и расстояние от входной кромки до их центров определяются соответственно из следующих соотношений: Хщ = (0,60,7)Ь;ю 1015;=- (0,20,3)Ь;а .-= (0,030,04)Ь:Т 1 = (1,01,5)б:Ьвых = (0,4.0,6)Ь;О =- (0,2,0,25)с;т 2 = (3,0,4,0)с 1:хоых = (0,10.15)Ь; где Хщ - расстояние от входной кромки докрая щели,м- угол наклона щели относительноперпендикуляра к оси пера лопатки,5- длина щели,а - ширина щели,т 1 - шаг отверстий по длине щели,Ьвых - высота размещения выходныхотверстий каналов,10 б - диаметр отверстий,12 - шаг отверстий по высоте пера лопатки,хвых - расстояние от входной кромки доцентров выходных отверстий15 Ь - длина хорды профиля лопатки,Ь - высота пера лопатки,с - максимальная толщина пера лопатки.При вращении рабочего колеса за счет20 перепада статического давления, имеющегоместо при обтекании профиля лопатки, атакже за счет центробежных сил, действующих на газ в каналах, происходит отсос части газа из пограничного слоя со спинки в25 корневом сечении в районе двугранного угла, образованного поверхностью лопатки ивтулкой, и выдув этого газа в средних сечениях спинки пера в области входной кромки, вследствие чего предотвращается30 накопление и отрыв пограничного слоя вкорневых сечениях и увеличивается энергияпограничного слоя в средних сеченияхспинки пера, В результате снижаются вторичные потери в корневых сечениях и повы 35 шается устойчивость пограничного слоя всредних сечениях пера лопатки,Формула изобретения40 Рабочая лопатка турбомашины, содержащая перо с выполненными в нем каналами, имеющими входные и выходные отверстия на спинке пера, о т л и ч а ю щ а яс я тем, что, с целью снижения вторичных 45 потерь в корневых сечениях и повышенияустойчивости пограничного слоя в средних сечениях пера лопатки, каналы выполнены подострым углом к оси пера, на спинке пера в корневом сечении выполнена щель, с ко торой сообщены входные отверстия каналов, а выходные отверстия каналов расположены в средней части спинки пера в области входной кромки, причем расстояние от входной кромки до края щели, угол 55 наклона щели относительно перпендикулярна к оси пера лопатки, длина щели, ширина щели, высота размещения выходных отверстий каналов определяется соответственно из следующих соотношений:1760177 тавитель С.Северинед М.Моргентал актор Т.Иванова Техр Корректор линич аказ 3170 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 Хщ = 0,6,0,7 Ь,где Хщ - расстояние от входной кромки до края щели; Ь - длина хорды профиля лопатки,. о 10-15 О,где в- угол наклона щели относительно перпендикулярна к оси пера лопатки,= 0203 Ь,где - длина щели,а = 0,030,04 Ь,где а - ширина щели,5 живых = 0.40,5 Ь,где живых - высота размещения выходных оверстий каналов.