Способ повышения давления лопастных турбомашин и устройство для его реализации

Изобретение относится к способам передачи потенциальной и кинетической энергии жидкой или газообразной среде, повышения эффективности преобразования механической энергии вращения рабочего колеса лопатных турбомашин в потенциальную и кинетическую энергию перемещаемой ими жидкой или газообразной среды и может использоваться в лопастных турбомашинах радиального и осевого типов. Способ наиболее применим для лопастных турбомашин, отличающихся малой удельной быстроходностью для радиальных nу ≤ 80, для осевых nу ≤ 300, способствуя существенному повышению их экономичности (кпд), росту давления, уменьшению габаритов и материалоемкости. Сущность предлагаемого изобретения заключается в достижении максимальной эффективности использования в лопастных турбомашинах малой быстроходности кинетической энергии части жидкой или газообразной среды, подаваемой через коллектор на входе в объемные лопатки во внутреннюю их полость для устранения отрывного вихреобразования на тыльной поверхности за счет эжектирующего эффекта струй, снижения локальной диффузорности вследствие увеличения количества жидкой или газообразной среды, перемещаемой по тыльной поверхности лопаток в межлопаточных каналах и устранения интенсивного кромочного следа вихревой дорожки Кармана за выходной кромкой объемных лопаток. Наиболее эффективно данный способ реализуется в лопастных турбомашинах малой удельной быстроходности, отличающихся высокими значениями коэффициента давления по отношению к их коэффициенту производительности, и соответственно использующими лопатки с профилями большой кривизны, что увеличивает локальную диффузорность на тыльной поверхности лопаток, рост потерь на вихреобразование, устраняемые предложенными способом. Технический результат повышения экономичности и давления лопастных турбомашин малой удельной быстроходности достигается за счет того, что часть жидкости, подаваемой через входной коллектор объемных лопаток ускоряют в их внутренней полости и с повышенной кинетической энергией подают через конфузорные каналы по касательной к тыльной поверхности объемных лопаток, в том числе и в области их выходной кромки, соответствующей схождению рабочей и тыльной поверхностей, в межлопаточные каналы рабочего колеса, смешивая ее с жидкой или газообразной средой подаваемой в межлопаточные каналы рабочего колеса, увеличивая за счет эжекции кинетическую энергию жидко или газообразной среды на тыльной поверхности объемных лопаток в межлопаточных каналах и на выходе из них в нагнетательный коллектор, что устраняет отрывное вихреобразование на тыльной поверхности объемных лопаток, совмещая точку схода отрыва потока (отрыва потока) с тыльной поверхности лопатки с ее выходной кромкой, являющейся задней критической точкой, уменьшая «кромочный след» вихревой дорожки Кармана, являющейся основным источником потерь энергии, а так же увеличивает циркуляцию жидкой или газообразной среды вокруг объемного профиля лопаток за счет увеличения скорости на ее тыльной поверхности, способствуя росту давления.