Щелевая лопатка осевой турбомашины

Союз Советских Социалистических Республик(61) Дополнительное к авт. саид-ву(22 Заявлено 091075 (21) 2178860/24-06с присоединением заявки Мот -(51)М. Кл.2 Г 01 Р 5/12Г 04 Р 29/36 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(53) УДК 621.438- -226,2(088.8) Дата опубликования описания 050280(72) Авторы изобретения А И. Луговской, Д.П. Устинов и В.Г. Бедим Каменский машиностроительный завод и Тульский политехнический институт(54) ЩЕЛЕВАЯ ЛОПАТКА ОСЕВОЙ ТУРБОМАШИНЫ 1Изобретение относится к турбостроению.Известна щелевая лопатка осевойтурбомашины, являющаяся наиболееблизкой по технической сущности н5достигаемому эффекту к изобретению,образованная двумя профилями с ра-диальной щелью между ними (1),Однако отсутствие рекомендаций, . 1 Окасающихся соотношений между геомет-рическими параметрами профилей, составляющих щелевую лопатку, и Формыщели, значительно затрудняет профилирование целевой лопатки, правильный выбор размеров щели и приводитк увеличенным потерям давления,Целью изобретения является уменьшение потерь.20Указанная цель достигается тем,что отношение угла установки первого. по ходу потока профиля к углу установки второго и их углов изгибапостоянны по высоте лопатки и равны 25соответственно 2/3 и 5/3, а выходноесечение цели расположено от входнойкромки лопатки на расстоянии, определяемом из соотношения: т : - 0,2 ттС 0,664 Ь 2где ( - стрела прогиба средней ли-,нии лопатки,Ь - хорда лопатки.На чертеже изображена лопатка, лоперечное сечение.Щелевая лопатка образована двумя профилями 1 и 2 с радиальной щелью 3 между ними, причем отношенияугла установки Ок,первого по ходупотока профиля 1 к углу установки 0второго профиля 2 и их углов изгибаЭ и Э постоянны по высоте лопатки2и равны соответственно 2/3 и 5/3,а выходное сечение 4 щели 3 расположено от входной кромки А лопаткина расстоянии е 1 определяемом из соотношения: Р:-0,2 + 0,664 Ь,где 1 - стрела прогиба среднейлинии АС лопатки;хорда лопатки,Геометрические параметры целевойлопатки также включают хорду ЬпРОфиля 1, хорду Ь профиля 2, радиусКривизны р средйей линии АС и ДВпервого и второго профилей 1 и 2,суммарный угол изгиба 2 Э, суммарный угол установки О, расстояниевходного сечения щели 3 от входной кромки А, ширину цели на входеап и ширину цели на выходе п,Построение профильного сечениялопатки выполняют в следующем порядПо найденным в результате аэроди".намического расчета суммарным величинам 6, р , 2 Э и 8 вначале из центра О проводится средняя линия сечения в виде дуги окружности радиусом у и центральным углом 2 Э . В общем случае средняя линия -может отличаться от дуги окружности.и иметь,например, двухпараметрическую Форму. Хорду Ь стягивающую расположен: йые:на средней линии кромки А и Впроводят под углом б к плоскостивращения П. Далее на хорде Ь откла дывают координату 11 от точки А доточки Е, Из точки Е восстанавливают перпендикуляр до пересечения сосредней линией в точке С. Отрезок "АС представляет хорду Ь проФиля1 и наклонен к плоскостй вращения Ппод углом О . Угол установки 8второго профиля 2 находят умножени.ем величины угла 8 на 3/2, причем этот множитель одинаков длявсех сечений по высоте лопатки. Източки В под углом 8 проводят прямую, отрезок ВП которой представляет хорду Ь проФиля 2. Местонахождение точки Д определяют отношениемугла изгиба 2 Э, средней ликии профиля 2 к углу 3 Э профиля 1, Этоотношение по высоте лопатки одинаково и равно 3/5. Среднюю линиюпрофиля 2 очерчивают из центра Отаким же, как и средняя линия проФиля 1 радиусом уТаким образом, выполняют первуюстадию построения профильного се.чения щелевой лопатки, которая оп-.ределяет взаимное положение профилей 1 й 2. Затем выбирают тип профиля, например ламинарный, и йадугах средних линий АС и Вд строят покобрдинатам профиль 1, а затем проФиль 2, При этом размеры щели 3по ширине щ и и и перекрытиеполучают автоматически также, каки ее Форму в виде малого криволийейного конфузора.Построив таким образом корневоесеченйе, концевое и несколько промежуточных, их нанизывают на общую ось совмещения профилей О-О, полностью определяя таким образом контур щелевой лопатки.Поток, набегая на переднюю кромку А лопатки, разделяется на две 5 части, одна - движется вдоль верхней выпуклой поверхности лопатки,в другая - вдоль нижней вогнутойповерхности, Интенсивное нарастанйе пограничного слоя на поверхности лопатки, которое происходит прибольших грандиентах давления, приводит к появлению опасности отрывапотока от поверхности лопатки, Засчет разности давлений часть массыпбтока эжектируется через цель 3с нижней поверхности лопатки, гдедавление повышенное, на верхйюю поверхность в область пониженногодавления, ускоряя при этом течениев пограничном слое и затягивая егоотрыв.Таким образом, построение профилей щелевой лопатки.с постояннымиотношениями углов изгиба и установки обеспечивает оптимальное сочета ние"геометрйческих йараметров щелипри любых значениях суммарных геометрических параметрах щелевой лопатки.Формула изобретенияЦелевая лопатка осевой турбомашины, образованная двумя профилями35 с радиальной щелью между ними, о тл и ч а ю щ а я с я тем, что, сцелью уменьшения потерь, отношениеугла установки первого по ходу потока профиля к углу установки второго и их углов изгиба постоянны повысоте лопатки равны соответственно 2/3 и 5/3, а выходное сечениещели расположено от.входной кромкилопатки на расстоянии, определяемом:из соотношения: =-0,2 1 + 0,6640,где. 1 - стрела прогиба средней линии. лопатки 1Ь- хорда лопатки.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе5 О 1, Патент Ивейцарии Р 385406,кл. 27 с 12/11, опублик. 1960.714024 СоставитеРедактор М, Васильева Техред Л.Ал Т МазоРова Корректор М. Шароши Заказ 9 43/2 б Тираж 583 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 13035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5