Рабочее колесо центробежной турбомашины

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 03830 А О 5/04, Р 04 О 29/28 5 П ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР)Г1 г ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ К АВТ Рук ных еУопижР 8/ Нопрайенце фощюнцй(71) Научно-исследовательский и конторский институт центробежных и роткомпрессоров(54) РАБОЧЕЕ КОЛЕСО ЦЕНТРОБЕЖНОЙ ТУРБОМАШИНЫ(57) Изобретение относится к компрессоростроению. Изобретение позволяет повысить КПД за счет вдува газа в поток. обтекающий заднюю поверхность лопаток 3 через отверстия 4, выполненные в средней части каждой лопатки 3. Отверстия 4 вблизи несущего диска 1 наклонены к несущему диску 1, а отверстия 4 вблизи покрывного диска 2 наклонены к покрывному диску 2. 3 ил.Изобретение относится к области компрессоростроения, а именно к рабочим колесам центробежных компрессоров.Известно рабочее колесо центробежного компрессора, содержащее несущий и покрывной диски и расположенные междуними лопатки, образующие межлопаточныеканалы,Недостатком известного рабочего колеса является низкий КПД, обусловленныйгидравлическими потерями при отрыве потока на задней поверхности лопаток принеблагоприятном распределении скоростей потока по длине межлопаточных каналов и гидравлическими потерями ввыходной части рабочего колеса и на входев лопаточный диффузор, обусловленнымивлиянием ниэкоэнергетического "следа",Наиболее близким к изобретению потехнической сущности и достигаемому результату является рабочее колесо. во входной части которого в лопатках выполненысквозные отверстия для вдува газа в поток,обтекающий заднюю поверхность лопаток,Недостатком известного рабочего колеса является низкий КПД, обусловленныйгидравлическими потерями в низкоэнергетическом "следе" на задней поверхности лопаток в выходной части рабочего колеса.Целью изобретения является повышение КПД.Поставленная цель достигается тем, чтов средней части лопаток рабочего колесавыполнены отверстия, соединяющие смежные межлопаточные каналы. причем вблизинесущего диска оси отверстий имеют наклон в сторону несущего диска, а вблизипокрывного диска - наклон в сторону покрывного диска.Известно, что при неблагоприятномраспределении скоростей потока по длинемежлопаточных каналов на задней поверхности лопаток происходит срыв потока. Кроме того, под действием разности давленийгаза на передней и задней поверхностяхлопаток возникают вторичные течения в направлении от задней поверхности лопаток кпередней поверхности следующей лопатки,а от передней поверхности лопаток по поверхностям несущего и покрывного дисковк задней поверхности лопатки. В результатевторичных течений уменьшается напор в рабочем колесе, э на задней поверхности лопаток в выходной части межлопаточныхканалов образуется область "ниэкоэнергетичес кого следа". "След" распространяетсязэ пределы рабочего колеса и достигает лопаток диффузора, что сопровождается гидравлическими потерями на выходе из5 10 15 ность лопаток рабочего колеса малоэффективно. 8 предлэгаемом техническом решении под действием разности 40 вэние области низкоэнергетического "следа", уменьшаются гидравлические по тери на выходе иэ рабочего колеса и на 50 55 20 25 30 35 рабочего колеса и на входе в лопаточный диффузор. Выполнение отверстий во входной части рабочего колеса не обеспечивает предотвращение образования области низкоэнергетического следа", в виду того, что оси отверстий в лопатках рабочего колеса выполнены без наклона и вторичные течения в межлопаточных каналах не подавляются. Кроме того, разность давлений газа на передней и задней поверхностях лопаток во входной части межлопэточных каналов незначительна, в связи с чем воэдеЯствие струЯ вдуваемого газа на поток, обтекающий заднюю поверхдавлений газа на передней и задней поверхностях лопаток при помощи отверстий, выполненных в средней части лопаток, осуществляется вдув газа в поток, обтекающий заднюю поверхность лопаток, причем вблизи покрывного диска струи газа направлены в сторону покрывного диска, а вблизи несущего диска - в сторону несущего диска. Под действием струй вдуваемого газа образуется парный вихрь в направлении от задней поверхности лопаток по поверхностям несущего и покрывного дисков к передней поверхности следующей лопатки, т.е. в направлении, противоположном направлению вторичного течения,Вторичное течение в средней по высоте части межлопаточных каналов, направленное от задней поверхности лопаток к передней поверхности следующей лопатки, подавляется. в результате чего предотвращается уменьшение напора в рабочем колесе, з кроме того, основной поток прилегает" к задней поверхности лопаток, благодаря сему предотвращается отрыв потока. обраэовходе в лопаточный диффузор и достигаетсяповышение КПД.На фиг. 1 изображено рабочее колесо со стороны всэсывания; на фиг, 2 - рабочее колесо, меридиональное сечение; на фиг. 3- сечение А-А на фиг. 2.Рабочее колесо содержит несущий 1 ипокрывной 2 диски и лопатки 3. В среднейчасти лопаток 3 выполнены отверстия 4, осикоторых вблизи несущего диска имеют наклон в сторону несущего диска, а вблизипокрывного диска имеют наклон в сторонупокрывного диска,Рабочее колесо центробежной турбомашины работает следующим образом, 1703830Поток газа поступает в межлопаточные каналы, образуемые дисками 1 и 2 и лопатками 3. где происходит процесс сжатия, Под действием разности давлений газа на передней и задней поверхностях лопаток 3 про изводится вдув газа в поток, обтекающий заднюю поверхность лопаток Э при помощи отверстий 4. В результате достигается уменьшение гидравлических потерь в рабочем колесе благодаря предотвращению от рива потока на задней поверхности лопаток 3. а кроме того, образуется парный вихрь в направлении, противоположном направлению вторичного течения. При этом предотвращается образование области 15 "низкоэнергетического следа", а также интенсифицируется процесс энергообмена частиц потоков. стекающих с передней и задней поверхностей лопаток 3, Благодаря20 этому распространение "следа локализует. ся на меньшем диаметре, уменьшаются гидравлические потери на входе в лопатоцный диффузор и достигается повышение КПД центробежного компрессора.Формула изобретения Рабочее колесо центробежной турбомашины, преимущественно компрессора. содержащее несущий и покрывной диски и расположенные между ними лопатки с отверстиями, сообщающими соседние межлопаточные каналы, о т л и ча ю щ е е с я тем, что, с целью повышения КПД. отверстия выполнены в средней части каждой лопатки и расположены наклонно, причем отверстия вблизи несущего диска наклонены к несущему диску, в отверстия вблизи покрывного диска наклонены к покрывному диску.1703830 Составитель Т,МазоТехред М,Моргентал Корректор М.Кучерявая едактор В.Бугренков тельский комбинат "Патент", г. Ужгоро иэводствен Гагарина, 10 Заказ 47ВНИИП Тираж дарственного комитета по 11303 Б. Москва, Ж.35Подписноеобретениям и открытиям при ГКНТ СССРаушская наб., 4/5