Установка для исследования параметров потока в отсеках турбин

(я)5 Р 01 О 15/00 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ТЕНИ ОПИСАНИЕ ИЗОБ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Изобретениеотносится кэнергетическо- на фиг.2 - то же, насадки с головками му машиностроению, а именно кэксперимюн- размещены за направляющим аппаратом тальным установкам для исследования послеотборной ступени; на фиг.3 - .коордиэнергетических характеристик отсеков тур- натник; на фиг,4 - насадки с головками. бин с отбором пара, Установка для исследования параметЦель изобретения - повышение точ- ров потока вотсекахтурбины содержит корности и обеспечение непрерывного иЗ- пус 1, в котором заключены предотборная мерения параметров во всем объеме ступень 2 с направляющим аппаратом 3 и межступенчатого зазора и за направляю- рабочим колесом 4, закрепленным на разщимаппаратомпослеотборнойступени. резном валу 5 турбины, и послеотборнаяНа фиг.1 показана схема установки с ступень 6 с направляющим аппаратом 7, координатником и насадками, головки кото- диафрагмой 8 и рабочим колесом 9. Предорых размещены в межступенчатом зазоре; тборная 2 и послеотборная 6 ступени распо(21) 4787649/06(71) Брянский институт транспортного ма-.шиностроения(56) Авторское свидетельство СССРМ 1038490, кл. Р 01 О 15/00, 1982,(54) УСТАНОВКА ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯПАРАМЕТРОВ ПОТОКА В ОТСЕКАХ ТУРБИН(57) Изобретение относится к экспериментальным установкам для исследованияэнергетических характеристик отсеков турбин с отбором пара. Цель изобретения -повышение точности путем обеспечения непрерывного измерения параметров пространственного потока во всем объемемежступенчатого зазора и за направляю-,2щим аппаратом послеотборной ступени, Установка содержит корпус 1, в котором заключены предотборная ступень 2 с направляющим аппаратом 3 и рабочим колесом 4, закрепленным на разрезном валу 5 турбины, и послеотборная ступень 6 с направляющим аппаратом 7, диафрагмой 8 и рабочим колесом 9, выполненным в виде диска с профилированными щелями. На одной оси с разрезным валом 5 турбины размещен координатник в виде полого вала 13, установленный с возможностью вращения и продольного перемещения. На конце полого вала 13 со стороны межступенчатого зазора 10 закреплен барабан 21 с направляющими, на которых смонтирована рамка с возможностью продольного перемещения по радиусу барабана 21, На рамке установлены насадки 16 с головками 17 с возможностью их ориентации в плоскости, перпендикулярной радиусу барабана 21. 4 ил.ложены с межступенчатым зазором 10, связанным периферийной щелью 11 с камеройотбора 12.На одной оси с разрезным валом 5размещен координатник, полый вал 13которого соединен с приводом и установлен с возможностью вращения. Привод вращения координатника включает червячнуюпару 14, закрепленную на полом валу 13,связанную со штурвалом 15.В координатнике закреплены насадки16 с головками 17, размещенные. в межступенчатом зазоре 10. Головки 17 направленыв сторону рабочего колеса 4 предотборнойступени 2. Приемные отверстия 18 головок17 подключены импульсными линиями 19,размещенными внутри полого вала 13 координатника, к измерительным приборам 20.Установка снабжена барабаном 21,рамкой 22 и двумя дополнительными приводами, один из которых связан с рамкой 22,а второй - с насадками 16.Барабан 21 закреплен на конце пологовала 13 координатника со стороны межступенчатого,зазора 10, При размещении вмежступенчатом зазоре 10 (фиг.1) барабан21 установлен в расточке 23 диафрагмы 8направляющего аппарата 7 послеотборнойступени 6,При размещении за направляющим аппаратом 7 (фиг.2) барабан 21 расположен врасточке 24 корневой обечайки 25 рабочегоколеса 9.Рамка 22 установлена на направляющих 26, закрепленных на барабане 21, исоединена с дополнительным приводом,включающим штурвал 27, ломаный вал 28 сшарнирами 29 и зубчатую передачу 30.Дополнительный привод обеспечиваетпродольное перемещение рамки 22 по направляющим 26 по радиусу барабана 21 вплоскости, перпендикулярной оси пологовала 13 координатника,Для непрерывного измерения параметров потока насадки 16 с головками 17установлены на рамке 22 и связаны с дополнительным приводом, включающимштурвал 31, червячную пару 32 и вал 33 сшарниром 34.Дополнительный привод обеспечиваеториентацию насадков 16 с головками 17 вплоСкости, перпендикулярной радиусу барабана 21,Дополнительные приводы рамки 22и насадков 16 с головками 17 размещенывнутри полого вала 13 координатника(фиг.З).Координатник установлен с возможностью продольного перемещения, которое 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 осуществляется от штурвала 35 через винтовую пару 36 и рычаг 37.Рабочее колесо 9 послеотборной ступени 6 выполнено в виде диска с профилированными щелями, площади проходногосечения и количество которых соответствуют площадям проходного сечения и количеству каналов рабочего колеса турбины,Установка полого вала 13 в координатнике с возможностью вращения ипродольного перемещения, продольное перемещение рамки 22 по радиусу барабана21 и возможность ориентации насадков 16в плоскости, перпендикулярной радиусу барабана 21, обеспечивают головкам 17 четыре степени свободы, что в цилиндрическойсистеме координат ц, г, г для потока в осевойтурбинной ступени соответствует изменению положения головки 17 по параметрамг, г, а(фиг,З).Здесь ц - ось координат, соответствующая направлению окружной скорости;г- ось координат, соответствующая радиусу траверсированияг-ось координат, соответствующая оситурбины;С - абсолютная скорость потока;Сц, Сг, С - проекции вектора скорости Сна соответствующие оси координат;а - угол между положительным направлением оси ц и проекцией вектора скоростиС на плоскость цо в абсолютном движении;у- угол между положительным направлением оси г и проекцией вектора скоростиС на плоскость.На одном диаметре барабана 21 в рамке22 установлено два насадка 16 с головками17, которые в процессе исследований немогут быть ориентированы в плоскости гог,поэтому каждая головка имеет свой установочный угол у (фиг.4), что обеспечивает возможность измерения этих углов в широкомдиапазоне. Отклонение направления истинного потока от предполагаемого учитывается тарировкой,Установка работает следующим образом,При измерении параметров потока вмежступенчатом зазоре 10 поток газа (пара), проходя через предотборную ступень 2,вращает вал 5 турбины.В межступенчатом зазоре 10 происходит разделение потока газа (пара) наконденсационный, следующий в послеотборную ступень 6, и отбираемый (теплофикационный), поступающий черезпериферийную щель 11 в камеру отбора 12.Отбор газа (пара) приводит к значительной .неравномерности распределения парамет20 25 30 35 40 ров в межступенчатом зазоре 10 как в окружном направлении, так и вдоль радиуса.Для получения осредненных значенйй параметров потока на выходе из предотбор- ной ступени 2 координатник перемещают 5 штурвалом 35 через винтовую пару 36 и рычаг 37 в продольном направлении и уста. навливают головки 17 насадков 16 на расстоянии 4-5 мм от плоскости выходных,кромок рабочего колеса 4.: 10 В плоскости расположения головок 17 задают контрольное количество радиусов траверсирования (например, шесть) и количество точек измерения на этих радиусах). При неизменном режиме работы отсе ка штурвалом 15 через червячную пару 14 поворачивают координатник вокруг его продольной оси и последовательноустанавливают головки 17 насадков 16 на каждый заданный радиус траверсирования, а для измерения параметров потока в заданных точках вдоль радиуса вращением штурвала 27 дополнительного привода перемещают рамку 22 с насадками 16 по направляющим 26, закрепленным на барабане 21. Ориентацию головок 17 по потоку в плоскости, перпендикулярной радиусу барабана 21, производят штурвалом 31, поворот которого дополнительным приводом передается насадкам 16. Показания измерений снимают с измерительных приборов 20, ко-.торые связаны с приемными отварстиями18 насадков 16 импульсными линиями 19.Для получения осредненных значЕний параметров потока на входе в послеотборную ступень б координатник перемещают штурвалом 35 через винтовую пару 36 и рычаг 37 в продольном направлении и устанавливают головки 17 насадков 16 на расстоянии 8 - 9 мм от плоскости входных кромок направляющего аппарата 7,В плоскости расположения головок 17 на входе в послеотборную ступень б количество радиусов траверсирования и их,угловые координаты сохраняют такими, как и в 45 плоскости на выходе из предотборной ступени 2. Количество точек измерения на радиусах выбирают в зависимости от формы проточной части отсека.Штурвалом 15 через червячную пару 14 50 поворачивают координатник вокруг его продольной оси и последовательно устанавливают головки 17 насадков 16 на каждый заданный радиус траверсирования, а для измерения параметров потока в задан ных точках вдоль радиуса вращением штурвала 27 дополнительного привода перемещают рамку 22 с насадками 16 по направляющим 26, закрепленным на бараанее 21. Ориентацию головок 17 в плоЪкости, перпендикулярной радиусу барабана 21, производят штурвалом 31, поворот которого дополнительный приводом передается насадкам 16. Показания измерений снимают с измерительных приборов 20, которые связаны с приемными отверстиями 18 насадков 16 импульсными линиями 19.При измерении параметров потока за направляющим аппаратом 7 послеотборной ступени 6 барабан 21 координатника размещают в расточке 24 корневой обечайки 25 диска рабочего колеса 9, В расточку 23 диафрагмы 8 устанавливают заглушку Ф. Штурвалом 35 через винтовую пару 36 и рычаг 37 перемещают координатник в продольном направлении и устанавливают головки 17 насадков 16 на расстоянии 4 - 5 мм от плоскости выходных кромок направляющего аппарата 7 послеотборной ступени 6.В плоскости расположения головок 17 задают контрольное количество радиусов траверсирования как по шагу направляющего аппрата 7,так и по его окружности,и количество точек измерения на этих радиусах.Режим работы отсека выбирают таким же, как и при измерении параметров потока в межступенчатом зазоре 10.Штурвалом 15 через червячную пару 14 ,поворачивают координатник вокруг его продольной оси и последовательно устанавливают головки 17 насадков 16 на каждый заданный радиус траверсирования, а для измерения параметров потока в заданных точках вдоль радиуса вращением. штурвала 27 дополнительно привода перемещают рамку 22 с насадками 16 по направляющим 26, закрепленным на барабане 21. Ориентацию головок 17 по потоку в плоскости, перпендикулярной радиусу барабана 21, производят штурвалом 31, поворот которого дополйительным приводом передается насадкам 16. Показания измерений снимают с измерительных приборов 20, которые связаны с приемными отверстиями 18 насадков 16 импульсными линиями 19,Полученные в ходе измерений поля параметров потока осредняют и.определяют по ним суммарные аэродинамические характеристики элементов отсека, потери в межступенчатом зазоре и другие параметры.Ф ар мула изобретен ия Установка для исследования параметров потока в отсеках турбин, содержащая предотборную ступень с направляющим аппаратом и рабочим колесом, закрепленным на разрезном валу, послеотборную ступен с направляющим аппаратом и рабочим к( лесом, расположенную относительно прдотборной ступени с межступенчатым зазором, в котором размещены насадки с головками, закрепленные в координатнике, полый вал которого размещен на одной оси с разрезным валом, соединен с приводом и 5 установлен с возможностью вращения, при этом головки направлены в сторону рабочего колеса предотборной ступени и подключены импульсными линиями, размещенными в полом валу координатника, 10 к измерительным приборам, о т л и ч а ющ а я с я тем, что, с целью повышения точности путем обеспечения непрерывного измерения параметров во всем объеме межступенчатого зазора и за направляющим ап паратом послеотборной ступени, установка снабжена по меньшей мере двумя дополнительными приводами, барабаном, связанной с последним с возможностью перемещения по его радиусу в плоскости перпендикулярной оси координатника рамкой с установленными на ней с возможностью ориентации в плоскости, перпендикулярной радиусу барабана, насадками с головками, связанными с одним из дополнительных приводов, ворой из которых соединен с рамкой, при этом барабан закреплен на координатнике со стороны межступенчатого зазора, координатник установлен с воэможностью продольного перемещения, а рабочее колесо послеотборной ступени выполнено в виде диска с профилированными щелями, площади проходного сечения и количество которых соответствуют площадям проходного сечения каналов рабочего колеса турбины.1716174 тавитель А, Осипред М,Моргентал Корректор Л. Бескид Т едактор Н. Коляда роизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 аказ 596 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5