РАБОЧАЯ ЛОПАТКА ТУРБИНЫ

Полезная модель относится к авиадвигателестроению, в частности к рабочим лопаткам турбины ротора газотурбинного двигателя.
Известна рабочая лопатка турбины, которая содержит перо, включающее спинку, корыто, входную, выходную кромки и торец, по периметру которого выполнена реборда. Стенки реборды являются продолжением поверхностей лопатки. (Авторское свидетельство №1758247 F01D 5/20).
При прохождении воздуха через ступень турбины возникают перетечки через радиальный зазор между корпусом турбины и торцами лопаток и вторичные течения внутри лопаточного канала, вследствие чего возникают значительные потери. Для уменьшения этих потерь по периметру торца лопатки выполнена реборда, которая служит в качестве гребней лабиринтного уплотнения и снижает окружные перетекания воздуха в радиальном зазоре. Однако, такая конструкция реборды не воздействует на вторичные потери энергии внутри лопаточного канала, что приводит к снижению КПД ступеней турбины.
Также известна Конструкция рабочей лопатки турбины, которая содержит перо, включающее спинку, корыто, входную, выходную кромки и торец, по периметру которого выполнена реборда. Часть реборды, расположенная со стороны корыта наклонена от пера лопатки. (Тезисы докладов LV-сессии РАН, статья «Исследование улучшенной периферии необандаженной рабочей лопатки для снижения потерь в радиальном зазоре турбины» Алексахин И.Е., Брегман В.М., Мамаев Б.И., сентябрь 2008 г.).
Введение наклона реборды со стороны корыта изменяет условия обтекания потоком периферийной части лопатки и образует вихрь уменьшающий интенсивность вторичных течений. При этом изменяется распределение давлений по профилю примерно на 10% высоты лопатки от ее торца. При подобном наклоне перепад давлений в окружном направлении возрастает. Этот рост обусловлен в основном повышением статического давления со стороны корыта. Увеличение окружной составляющей силы в этой части лопатки составляет 2-3%, что соответствует росту КПД ступени 0,15-0,2%. Однако, наклон стенки реборды только со стороны корыта не значительно воздействует на вторичные потери энергии в межлопаточном канале.
Технической задачей полезной модели является снижение влияния вторичных вихревых течений в межлопаточном канале, за счет чего повышение КПД.
Поставленная техническая задача решается тем, что рабочая лопатка турбины, содержит перо, включающее спинку, корыто, входную, выходную кромки и торец, по периметру которого выполнена реборда. Часть реборды, расположенная со стороны корыта наклонена от пера лопатки.
Новым в полезной модели является то, что часть реборды, расположенная со стороны спинки, входной и выходной кромок также наклонена от пера лопатки.
На прилагаемых чертежах изображена заявляемая рабочая лопатка турбины:
Фиг.1 - общий вид;
Фиг.2 - вид А фиг.1.
Рабочая лопатка турбины, содержит перо 1, включающее спинку 2, корыто 3, входную кромку 4, выходную кромку 5 и торец 6, по периметру которого выполнена реборда 7. Реборда 7 наклонена от пера лопатки.
Воздух, перетекает через радиальный зазор между корпусом турбины и торцом 6 лопатки 1, а также по межлопаточному каналу, попадает на наклонные поверхности реборды 7 и образует вихрь, который воздействует на вторичные течения, уменьшая их. Изменение структуры потока приводит к улучшению обтекания спинки 2 периферийного сечения лопатки 1, что способствует росту перепада статических давлений в окружном направлении. Суммарное увеличение окружной составляющей силы в периферийной части лопатки составляет 5-6%, что соответствует росту КПД ступени на 0,45-0,52%.
При использовании лопаток с ребордой наклоненной по всему периметру происходит снижение интенсивности вторичных вихрей в периферийной части межлопаточного канала, за счет чего увеличивается КПД ступени турбины.