Турбинное колесо гидротрансформатора

(50 4 Е 16 Н 4/28 НИЯ каналах, рабоча нотонно уменьша ного сечения накой колеса и сеча лу лопасти 90, полости в данно следующего сооть,:(о,в-,в) Ь,ф гполнена с моадью поперечу входной кромтствующим угирина рабочей ределяется из я полость вь ющейся площ частке межд ением, соотве при этом ш м сечении о ношения: е угла лопасти на сечения раходе колеса; входе колеса; ния колеса с чного на в сеч90,чить вающии сумпастей колеса толщина лоло лопаст ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ОПИСАНИЕ ИЗОБР К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(71) Институт проблем машиностроенияАН УССР(56) Лейтес Ю. С. и др. Применение турбинных колес с плоскими лопастями в комплексных гидротрансформаторах. - Вестник машиностроения, 1980,8, с. 20, 21.(54) (57) ТУРБИННОЕ КОЛЕСО ГИДРОТРАНСФОРМАТОРА, содержащее образующие рабочую полость наружный и внутренний торы с размещенными между нимилопастями постоянной толщины, имеющимив одном из средних сечений угол лопасти90, отличающееся тем, что, с целью снижения гидравлических потерь путем устранения диффузорных участков в межлопастных де Д, - среднее значен входе колеса; Ь - ширина попере бочей полости, - средний радиу т - средний радиу углом лопасти Ъ - коэффициент,марную толщи Ь=8 ф 2 К, где пастей; у - чИзобретение относится к энергетическому машиностроению и может быть использовано в производстве гидротрацсформаторов.Цель изобретения - снижение гидраглических потерь путем устранения диффузор5 цых участков в ме,хлоцастцых каналах.На фиг. 1 представлено турбинное колесо, разрез; на фиг. 2 - развертки лопастей;на фиг. 3 - примеры известного (пунктирные линии) и предлагаемого (сплошцые линии) построении меридионального сечения 1 О рабочей полости; ца фиг. 4графики изменения значений относительных геометрических параметров: ширины (Ь) и плошади поперечных сечений (Г) раоочей полости, суммарной плошади сечений мсжлопастцых каналов (Е) и углов лопастей (Я) в турбинном колесес известным выполнением рабочей полости; на фиг. 5 - то же, в турбинном колесе с предлагаемым выполнением рабочей полости.Турбинное колесо гидротрансформатора содержит наружныйи внутренний 2 торы, образующие рабочую полость 3 со средней линией 4 тока. Между торами размешены лопасти 5 постоянной толщины, образующие межлопастцые каналы 6, ограниченные поверхностями смежных лопастей 5 и торов 1 25 и 2. Средние углы лопастей У изменяются от значения А ца входных кромках 7 до Я ца выходцых кромках 8, принимая в одном из средних сечений 9 значение А - 90, причем в(п .да существенно меньше, чем в)п А. Плошадь поперечного сечения )або 30 чей полости 3 определяется как Г= 2Ь и зависит от его ширины Ь и среднего радиуса г. Причем как площадь Г, так и шприца Ь рабочей полости 3 ца участке от входной кромки 7 до сечения 9 с углом лопасти 90"35 уменьшаются. При этом площади сечений межлопастцых каналов 6, нормальных к векторам относительных скоростей Ю, определяющих степень конфузорности потока, изменяются следующим образом.ГПлощадь сечения одного канала Г=- 40 =а Ь зависит от его ширины О. и ширины рабочей полости Ь. Ширина канала определяется выражениема. = 2 Квы .в/л - Г,где х число лопастей колеса; 5толщина одной лопасти. Суммарная плошадь Г всех сечений межлопастцых каналов 6 колеса связана с площадью 1 рабочей полости 3 соотношением50Е, =Ры, Р 5 сй.б - Ь.д )откуда, ввиду малости 8, следует, что Г зависит в основном от Г и вп б .При равных или мало отличающихся пло щадях Е ца входе и выходе плошадь за счет величины зи Л имеет ца выходс значительно меньшее значение, чем на входе. Этим обеспечивается конфузорность канала в целом между входной 7 и выходной 8 кромками. Плошадь Г сечения 9 имеет суцествеццо меньшее значение, чем соответствующие плошади сечений на входе и выходе колеса. При этом обводы наружного 1 и внутреннего 2 торов выполнены в меридиональном разрезе колеса с шириной рабочей полости в сечении 9 с Зс = 90", определяемой из следхюшего соотношения:( ) ( .в У )где,б, - среднее значение угла лопастина входе колеса;Ь, - ширина поперечного сечения рабочей полости на входе колеса;г, -средний радиус ца входе колеса;средний радиус сечения колеса с 5 глом лопаси равным 90,Л - коэффициент, учитываюший суммарную толщину лопастей колеса,д=Зд 4;где Е толщина одцой лопасти; л - число лопастей ко. оса.При выполнении этого соотноцения с коэффициентами 0,8 - 1,0, связанными с конструктивными особенностями турбинных колес гидротрансформаторов, суммарная плошадь нормальных к относительным скоростям сечений межлопастных каналов Г це превышает в сечении 9 соответствующей площади на входе колеса. Этим обеспечивается бездиффузорцое течение на входных участках каналов.Верхний предел (1,0) приведенного соотношения соответствует равенству таких плошадей ца входе и в сечении 9; при его превышении входные участки каналов приобретают диффузорность.Нижний предел (0,8) обеспечивает сох. ранение необходимой конфузорности каналов между сечением 9 и выходной кромкой 8 колеса. Наружный 1 и внутренний 2 торы очерчивают в меридиональном сечении колеса по заданным значениям ширины входного Ь выходного Ьд и среднего Ь, сечений. Б точках пересечения средней линии 4 тока с этими сечениями проводят окружности, диаметры которых определяются шириной соответствукщих сечений. Торы 1 и 2 выполняют огибающими эти окружности гладкими кривыми, выдерживая непрерывность ц(гоизводных и плавные сопряжения в среднем сечении 9, при этом обеспечивается монотонное уменьшение площади поперечного сечения рабочей полости 3 между входной кромкой 7 и данным сечением (фиг. 1 и 3).Турбин нос колесо гидротрансформатора работает следук)щим образом.Поток жидкости входит в колесо с относительной скоростью % в межлопастных каналах отдает энергию колесу и покидает его с относительной скоростью %. Предлагаемая геометрия проточной части249252 15 И/(Фиг. Г колеса обеспечивает постепенное, от сецения входных кромок 7 к среднему сечению 9 и далее к сечению выходных кромок 8, уменьшение суммарной плошади сечений межлопастных каналов Ки соответствуюшее увеличение относительных скоростей: Ъ,Ж/1, Ъд )Ъ, где % - относительная скорость в сечении 9.Графики (фиг. 4 и 5) отражают изменение значений относительных геометрицеских параметров турбинного колеса, определяемых как )з=Ь/б,; Р=Р/Г; Г =Г /Р где Ь 1, Г Р- соответствующие геометрические параметры на входе колеса, в зависимости от относительной длины средней линии тока в меридиональном сечении, определяемой как 5 = Ю где Я, 5 - соответственно текущее и максимальное значения длин средней линии тока в меридиональном сечении.При выполнении обводов рабочей полости в соответствии с изобретением полностью устраняется диффузорность входных участков межлопастных каналов, величина суммарной площади межлопастных каналов Г при этом монотонно снижается по всей длине каналов. Таким образом, использование изобретения позволяет получать турбинные колеса гидротрансформаторов с лопастями постоянной толщины с улучшенной проточной частью, лишенной участков диффузорного течения, обуславливающих повышенные гидравлицеские потери.фи/ Составитель Я. БрацлавскийТехред И Верес Корректор А. ОбручарТираж 880 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д. 4/5Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Редактор В. Петраш Заказ 4216/36