Лопастное колесо гидротрансформатора

ТЕНИ сследовательс торный инсти СССР1981,ование лопастбинного колесНАМИ Соверических покаки. М 1986. Ю судАРст 8 енный комитетО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМРИ ГКНТ СССР ИСАНИЕ ИЗОБР АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(56) Авторское свидетельство1079324, кл. 1" .01 0 5/14,Румянцев Л. А. Профилирной системы насосного и тургидротрансформатора. Трудышенствование технико-экономзателей автомобильной техни ЯО 16172(57) Изобретение может быть использовано в производстве гидротрансформаторов. Цель изобретения - снижение гидравлических потерь энергии путем уменьшения кривизны лопасти в области ее перегиба и длины лопасти. Турбинное колесо 2 гидро- трансформатора состоит из наружного тора 5, внутреннего тора 6 и закрепленных между ними лопастей . При этом профиль лопасти на развертке имеет форму согласно, уравнению Р(5=0,512 а+а 1 +аБ+ +азУ+ Юар, -Я - (5 - васою Р,) с), где 0=5,/якф 2 - л/2)+соф; 5 - длина дуги в меридиональчом сечении; 5 - максимальная длина дуги в меридиойальном сечении; р 1 - угол входа профиля; р: - угол выхода профиля; ао - смещение начальной точки профиля; а= - 1 д(л/2 - Р 1); аг, аз - постоянные коэффициенты, характеризующие конкретную лопастную систему. 5 ил.Изобретение относится к энергетическому машиностроению и может быть использовано в производстве гидротрансформаторов.Цель изобретения - снижение гидравлических потерь энергии путем уменьшения кривизны лопасти в области ее перегиба и длины лопасти.На фиг. 1 представлен гидротрансформатор с лопастным колесом; на фиг. 2 - вид А на фиг. 1, при снятом внутреннем торе; на фиг. 3 - развертка профиля лопасти, описываемого уравнением Р(5).на фиг. 4 - график изменения длины и максимальной кривизны профиля лопасти в области ее перегиба; на фиг. 5 - график изменения кривизны лопасти вдоль меридионального сечения.Гидротрансформатор (фиг. 1 и 2) содержит насосное 1 и турбинное 2 лопастные колеса и реактор 3 с лопастями 4, Турбинное колесо 2 состоит из наружного тора 5, внутреннего тора 6 и закрепленных между ними лопастей 7. При этом профиль лопасти 7 построен в соответствии с уравнением Р(5)=-0,52 ао+а 5+аг 5+аз 5+йяи "р 1 -- Й - (5 - Исоф 1)1 ф),где 5 - текущая длина дуги вдоль тора вмеридиональном сечении.Максимальная величина 5=5 равна длине дуги ОМ, например, по наружному тору 5 в меридиональном сечении на фиг. 1. Профиль лопасти Р(5) в плоскости развертки показан на фиг. 3, где р 1 - угол входа, Рг - угол выхода; ао - смещение начальной точки профиля; 1 О - расстояние до центра О условного радиуса Я, проведенного в начальную точку профиля, гдеК= Б/ оси(рг - +)+ сов Р 1 1.Коэффициенты аг и аз постоянные для конкретного профиля, являются корнями системы уравненийао+а 15+аг 5+аз 5 =6а +2 аг 5,+Заз 5=М(Ь - д/2)где г - параметр, определяющий прогиб лопасти при 5=., если профиль задается степенным полиномом.Углы р и рг задаются при расчете.На фиг. 1 и 2 показано построениепроизвольной точки п профиля лопасти.В меридиональном сечении на дуге ОМ наружного тора 5 турбинного колеса откладывается величина 5, заданная на фиг. 3.По дуге, образованной радиусом г, откладывается величина прогиба профиля лопасти Р.(5). Аналогично строятся все остальные точки профиля лопасти по всей ширине развертки 0(5(5 . При аналитическом профи 5 10 15 20 30 40 45 50 55 Р(5)=-0,Ь 2 ао+а Л+аг 5 Б+аз 5+йии р 1 -- Яг - (5 - рсоа,)орз лировании точка и также может быть рассчитана в координатах гу через зависимости.=.Ь сии"иг= с ,- Р(5) Р 5 т. е, Уи Х, однозначно определяются через 5 (фиг. 2). Изложенное построение лопасти 7 обеспечивает сохранение на ней углов профиля =Я(5) в соответствии с разверткой на фиг. 3.Возможно также перестроение профиля лопасти с плоскости развертки (фиг. 3) на торовые поверхности гидротрансформатора (фиг. 1 и 2) известным методом конформньх преобразований.На фиг. 4 приведен график, характеризующий длину профиля лопасти 1, по внутреннему тору и максимальную кривизну лопасти в точке перегиба, полученный путем расчета на ЭВМ при следующих исходных данных: 5 =58 мм, ,=45 град, и рг=156 град. Основными линиями построены кривые, характеризующие профиль согласно данному изобретению. Пунктирной линией проведены кривые для профиля, рассчитанного по известному методу,Анализ графика на фиг. 4 показывает, что профиль лопасти по данному изобретению имеет в точке перегиба меньшую кривизну (на 30,2 Я) и меньшую длину лопасти (на 8,4 Я), что соответствует цели, указанной в формуле изобретения.На фиг. 5 показано изменение кривизны профиля лопасти К=(5), рассчитанное на ЗВМ. Основной линией показано изменение К=Д 5) для профиля по данному изобретению, а пунктирной - для профиля, рассчитанного по известной методике. Сравнение представленных на графике кривых показывает преимущества профиля по данному изобретению. При этом следует отметить меньшую максимальную кривизну и плавное изменение кривизны вдоль профиля, что ведет к выравниванию эпюры скоростей поперек межлопастного канала, т. е. вдоль эквипотенциалей. Благодаря этому снижаются гидравлические потери в межлопастном канале и вторичные гидравлические потери, пропорциональные кривизне межлопастного канала.Ланное изобретение может быть использовано при проектировании всех лопастных колес гидротрансформатора как с литыми, так и со штампованными из листа лопастями. Наибольшая эффективность применения изобретения получается в лопастных колесах с большим углом поворота потока жидкости.Профиль лопасти, построенный по урав- нениюявляется гидродинамически более совершенным. При монотонном изменении кривизны К, он одновременно обеспечивает требуемое перекрытие между соседними лопастями на выходе за счет возможности варьирования величиной 1 г при заданных 5 ,и ао. Одновременно снижается максимальная кривизна в точке перегиба профиля и уменьшается длина профиля лопасти. Благодаря этому снижаются потери энергии в межлопастных каналах гидротрансформатора и повышается его КПД.формула изобретенияЛопастное колесо гидротрансформатора, содержащее наружный и внутренний торы с расположенными между ними лопастями, отличающееся тем, что, с целью снижения гидравлических потерь путем уменьшения кривизны лопасти в области ее перегиба и длины лопасти, форма профиля лопасти на развертке описывается уравнением;5Р(5) 0,32 ао+а 15+а 5+аз 5+Кап р-- Я - (5 - Ясодар ,где й = 5/япф 2 - л/2)+созр 1;5 - длина дуги в меридиональном се чении;, - максимальная длина дуги в меридиональном сечении;р 1 - угол входа профиля;г - угол выхода профиля;1 Нао - смещение начальной точки профиля;а= - ф(л/2 -);а., аз - постоянные коэффициенты, характеризующие конкретную лопастнуюсистему.1617224 ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д. 45 Производственно-издательский комбинат Патент, г. Ужгород, ул. Гагарина.О 1