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Blading for Turbomachine

IP.com Disclosure Number: IPCOM000019125D
Publication Date: 2003-Aug-29
Document File: 2 page(s) / 29K

Publishing Venue

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Abstract

In a turbomachine blades are provided with borings arranged in the vicinity of the wall of the inner housing and/or the rotor of the turbomachine. The borings each extend from the pressure side to the suction side of a blade. Alternatively, blades with cover bands and associated cavities for labyrinth seals have borings that extend from the main flow path in the turbomachine through the cover band and to the exit cavity of the labyrinth seal. The borings effect a reduction of secondary flows and losses related to such flows.

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In Turbomaschinen bilden sich während ihres Betriebs Sekundärströmungswirbel mit Fluidpartikeln, die sich zwischen den Schaufelreihen und insbesondere entlang den Saugseiten der Schaufeln radial nach innen bewegen. Diese Sekundärströmungswirbel sind der Haupt- oder Arbeitsströmung in der Turbomaschine überlagert und verursachen als solche Verluste. Bei Schaufeln mit kurzer Schaufelhöhe stellen Verluste aufgrund der Sekundärwirbel mehr als ein Drittel aller Verluste dar.

Die Sekundärwirbel haben ihren Ursprung in Grenzschichten entlang der Kanalwände der Turbomaschine, in denen sich die Geschwindigkeit der Arbeitsströmung auf die Wandgeschwindigkeit reduziert. Es entsteht in diesem Grenzschichtbereich ein Kräfteungleichgewicht, das eine Sekundärströmung von einer Schaufeldruckseite zur Saugseite der benachbarten Schaufel bewirkt. Treffen Fluidpartikel auf der Schaufelsaugseite auf, weichen diese radial nach innen und entlang der Schaufelsaugseite aus und bilden dabei Sekundärwirbel. Um die Sekundärwirbel und die mit ihnen verbundenen Verluste zu unterdrücken, werden Schaufeln ohne Deckband im Bereich nahe der Gehäusewand sowie nahe der Nabe, also im Bereich des Schaufelfusses, mit einer oder mehreren Bohrungen beliebiger Form versehen. Diese Bohrungen führen ausschliesslich durch die Schaufel. Sie bewirken einen Druckausgleich und verringern jene Kraft, welche die Sekundärwirbel antreibt. Ein einfaches Beispiel dieser Bohrungen durch Schaufeln ohne Deckba...