Стенд для продувки лопаточных решеток турбомашин

(51)5 6 01 М 15/00 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 4ф Сд(71) Центральный институт авиационногомоторостроения им. П,И,Баранова(56) 1, Шнеэ Я.И. и др, К вопросу экспериментального исследования кольцевых решеток с малым втулочным отношением.Энергетика, М 9, 1969, с, 46-51,2, Авторское свидетельство СССРМ 887966, кл, С 01 М 9/00, 1981,(54) СТЕНД ДЛЯ ПРОДУВКИ ЛОПАТОЧНЫХ РЕШЕТОКТУРБОМАШИН(57) Использование: для газодинамическихисследований элементов турбомашин, в частности их кольцевых и секторных решеток.Сущность изобретения: обеспечение максиИзобретение относится к экспериментальному оборудованию для газодинамических исследований элементов турбомашин, в частности к стендам для продувки их кольцевых и секторных решеток.Известны стенды для продувки кольцевых решеток, содержащие подводящий канал, корпус для размещения исследуемой решетки и отводящий канал с устройством для создания на выходе из решетки радиального градиента давлений, выполненным, например, в виде кольцевого диска с прорезями, переменной по высоте лопаток пропускной способности, либо в виде решетки радиальных штырей и др, (1,Недостатком такой конструкции является возникновение на трансзвуковых режимах работы скачков уплотнения перед неподвижными элементами указанного устЯО 1765743 А 1 мального приближения радиального градиента давления на выходе решетки к натурным значениям при минимальном искажении структуры потока в сечении измерений (что повышает достоверность результатов исследования), Стенд содержит газоподводящий кольцевой патрубок, кольцевой корпус для размещения кольцевой или секторной лопаточной решетки и газо- отводящий кольцевой патрубок, Новым в конструкции является выполнение диафрагмы, размещенной в газоотводящем патрубке с образованием со стенкой последнего уступа с целью максимального приближения радиального градиента давления на выходе решетки к натурным значениям при минимальном искажении структуры потока, 4 ил,ройства, что значительно искажает поле течения за кольцевой решеткой,Известен также стенд для продувки лопаточных решеток турбомашин, содержащий подводящий канал, корпус для размещения исследуемой решетки и отводящий канал с размещенным в нем сопротивлением (2,Недостатком такой конструкции также является возникновение на режимах лзад 0,9-1 системы скачков на входных кромках спрямляющих лопаток. Кроме того, возможно отражение кромочных скачков, возникающих за исследуемой решеткой, от поверхности спрямляющих лопаток обратно в поток, Это искажает структуру течения за решеткой и значительно увеличивает погрешность измерений, Наконец, подобное, устройство может обеспечить близкий к на10 15 20 25 30 35 40 турному радиальный градиент давлениятолько на одном режиме (для которого онобыло спроектировано). При изменении режима работы данной решетки (и тем болеепри исследовании другой решетки) устройство не обеспечивает потребного радиального градиента на выходе.Целью изобретения является обеспечение натурного радиального градиента давлений на выходе из кольцевой.(секторной)решетки при минимальном искаженииструктуры потока в сечении измерений.Цель достигается тем, что стенд дляпродувки лопэточных решеток турбомашинсодержит кольцевой корпус, в котором установлена лопаточная решетка, подключенный на входе и на выходе соответственно кгазоподводящему и газоотводящему кольцевым патрубкам, и диафрагму, размещенную в газоотводящем патрубке собразованием со стенкой последнего уступа, с целью максимального приближениярадиального градиента давления на выходерешетки к натурным значениям при минимальном искажении структуры потока, Диафрагма выполнена кольцевой и укрепленав стенке патрубка с возможностью радиального перемещения, а отношение расстояния от выходного среза лопаточнойрешетки до диафрагмы к шагу решетки составляет 0,5-2,0.На фиг,1 показан продольный разрезстенда; на фиг,2 показан вид на стенд состороны выхлопа (вид А на фиг,1); на фиг,Зи 4 показаны результаты, полученные с использованием предлагаемого устройства,Стенд содержит газоподводящий кольцевой патрубок 1, кольцевой корпус 2 дляразмещения исследуемой кольцевой илисекторной лопаточной решетки 3 и газоотводящий кольцевой патрубок 4 с размещенной в нем диафрагмой 5, образующей состенкой последнего уступ, с целью максимального приближениярадиального градиента давления на выходе решетки к 45натурным значениям при минимальном искажении структуры потока, Диафрагма 5 выполнена кольцевой и укреплена в стенкепатрубка с возможностью радиального перемещения, а отношение расстояния от выходного среза лопаточной решетки додиафрагмы 5 к шагу решетки составляет 0,52,0,При испытании кольцевой (секторной)решетки 3 для создания потребного рэдиального градиента давления на выходе спомощью диафрагмы 5 на наружном диаметре газоотводящего канала 4 образуетсякольцевой уступ высотой д, При этом в потоке вследствие искривления линий тока к втулке возникает радиальный градиент давления, Изменяя глубину погружения элементов диафрагмы 5 в проточную часть (высоту уступа д), можно получать любой заданный градиент давления.Обтекание кольцевого уступа под углом ф 2 = 15-30 к окружному направлению даже на сверхзвуковых режимах работы не приводит к возникновению дополнительных скачков уплотнения в потоке. Поскольку высота уступа не превышает нескольких миллиметров, он практически не влияет на форму и интенсивность внешних кромочных скачков за лопатками и не приводит к их отражению, Все это способствует сохранению регулярной структуры потока за решеткой, близкой к натурной в условиях турбинной ступени,Устройство позволяет легко устанавливать произвольный (потребный) радиал ьный градиент статического давления на выходе в зависимости от решетки и режима ее работы в процессе эксперимента, Измерения газодинамических параметров и газо- динамической эффективности в этом случае будет сопровождаться минимальной погрешностью, Наличие гладкой втулки значител ь ной осевой и ротяжен ности (Ь,а) способствует безотрывному течению на внтреннем диаметре за решеткой,На фиг,З в качестве иллюстрации показано отношение осредненных давлений на пеРифеРии и У втУлки Р 2 нар/Р 28 т в зависимости от приведенной скорости за кольцевой решеткой на среднем диаметре 1 здр при различной высте выступа д на наружном диаметре отводящего канала, Видно, что с увеличением д радиальный градиент давлений быстро возрастает, На фиг,4 показано распределение статического давления по высоте лопаток на режимах 4,д,р =1,1 и 1,15 при высоте выступа д =3 мм.Формула изобретенияСтенд для продувки лопаточных решеток турбомашин, содержащий корпус с лопаточной решеткой, подключенный на входе и на выходе соответственно к газо- подводящему и газоотводящему кольцевым патрубкам, и диафрагму,размещенную в последнем с образованием со стенкой патрубка уступа, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью максимального приближения радиального градиента давления на выходе из решетки к натурному при минимальном искажении структуры потока, диафрагма выполнена кольцевой и укреплена в стенке1765743 патрубка с возможностью радиального перемещения, а отношение расстояния от выФиг.1 Р Р ар Составитель А,Грановскийкарева Техред М.Моргентал Корректор С,Лиси акто каз 3381 ВНИИПИ Гос Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 1012 иОР б2 ВФ 10 11 1 Е 13Фцг. 3 Тираж рственного комитета 113035, Москва,Жходного среза лопаток до диафрагмы к шагурешетки составляет 0,5-2,0,Подписноео изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 5, Раушская наб 4/5