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DE1650079A1 - Vorrichtung zur Verbesserung des Wirkungsgrades von stark erweiterten Diffusoren - Google Patents

Vorrichtung zur Verbesserung des Wirkungsgrades von stark erweiterten Diffusoren

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Publication number
DE1650079A1
DE1650079A1 DE19671650079 DE1650079A DE1650079A1 DE 1650079 A1 DE1650079 A1 DE 1650079A1 DE 19671650079 DE19671650079 DE 19671650079 DE 1650079 A DE1650079 A DE 1650079A DE 1650079 A1 DE1650079 A1 DE 1650079A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
nozzle
flow
diffusers
efficiency
improving
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE19671650079
Other languages
English (en)
Inventor
Schoenebeck Dipl-Ing Gerhard
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Original Assignee
Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Licentia Patent Verwaltungs GmbH filed Critical Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Publication of DE1650079A1 publication Critical patent/DE1650079A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02K—JET-PROPULSION PLANTS
    • F02K1/00—Plants characterised by the form or arrangement of the jet pipe or nozzle; Jet pipes or nozzles peculiar thereto
    • F02K1/04—Mounting of an exhaust cone in the jet pipe
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D25/00—Component parts, details, or accessories, not provided for in, or of interest apart from, other groups
    • F01D25/30—Exhaust heads, chambers, or the like
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D9/00—Stators
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03B—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
    • F03B11/00—Parts or details not provided for in, or of interest apart from, the preceding groups, e.g. wear-protection couplings, between turbine and generator
    • F03B11/02—Casings
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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    • Y02E10/20—Hydro energy

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Jet Pumps And Other Pumps (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)

Description

Licentia Patent-Värwaltungs-GabH Prankfurt/Wain, £heodor-Stern-Kai 1
Werner/schm Ve 10/051
Vorrichtung zur Verbesserung dee Wirkungsgrades von stark
erweiterten Diffuseren ,
Sie Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Verbesserung des Wirkungsgrades von stark erweiterten Diffuseren«
Aus der Strömungslehre iat es allgemein bekannt, daß bei stark erweiterten Ströinungskanalquerschnitten sehr große Energieverluate in der Strömung auftreten. Verursacht werden diese Verluste dadurch, daß infolge des Druckanstieges in StrÖmungerich-■feung (Greschwindigkeitsabnahine) ein Aufstauen der langsamen Seile an der Wand ((trennschicht) eintritt und die Umsetzung der Be· wegungsenergie in Druck gestört wird· Sei zu rascher Erweite- ' rung löst sich die Strömung von äor Wand ab und das Strömungsmittel strömt als "freier Strahl" zwischen durchwirbeltem n7otwas@@r" und mischt eich im weiteren Verlauf mit diesen.
Während also eine zu starke Erweiterung eines Strömungekanals wegen der Ablösungsereclaoinungen nachteilig ist, ergeben eich
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> 2 ~ Ve 10/051
bei zvL langsamer Erweiterung dadurch Haohteile, daß die erforderliche Länge de a StrÖBungskanals und daait die Oberflächen« reibung zu groß werden. Se laßt eich non für Jeden Einself all ein optimaler Erweiterungewinkel ermitteln, der in Abhängigkeit von den Betriebsbedingungen in allgemeinen zwischen 6 und 10° liegt.
für viele technische Anwendungsfälle ist jedoch dieser Erweiterungswinkel viel zu klein, und es ist daher aus konstruktiven Gründen notwendig, mit einen größeren JSxweiterungewinkel zu arbeiten, vat die axiale üttnge «ine· solchen erweiterten StrÖiiungekanala nicht au groß werden su lassen. Ue in solchen fällen die Strdmingsverluete in Qrensen au halten, ist es bekannt, die langsamen Qrenssehichtteile absueaugen, wodurch auch bei verhältnismäßig stark erweiterten Kanalq,uerschnitten die Ablösung der Strömung vermieden wird· Auf diese Weise lassen sich kurse Diffusoren »it guten Wirkungegrad entwerfen.
Um eine solche Grensechichtabsaugung bewerkstelligen zu können, nüssen jedoch neben einer porösen Diffusorwand ein besonderes Leitungssystea für das abgesaugte Medium sowie ein Aggregat tür die Herstellung dee Absaugedruckes vorgesehen werden· Heben dem erheblichen Aufwand ergeben aich nitunter auch konstruktive Schwierigkeiten, die eine Grenzschichtabsaugung nicht »ur Anwendung kommen lassen*
Zur verluetärmeron Fülming bzw. Umlenkung der Strömung iat ee ferner üblich, Leit- (ümlenk-) bleche und -gitter zu verwenden,
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8AD ORIGINAL
- 3 - We 10/051
die daß strömendβ Hedium in 2?eil3tröme (Kanäle) zerlegen, so daß die Möglichkeit der Wirbelhildung hierdurch verkleinert wird» Diese die Strömung in vorgeschriebene Bahnen zwängenden Leitbleche können jedoch das Aufstauen der Grenzschicht nicht verhindern und haben daher nur beschränkten Erfolg»
Weiterhin ist es bekannt, den Wirkungsgrad von Diffusoren dadurch au erhöhen, daß die Strömung alt Drall versehen wird. Hierbei muß jedoch die gesamte durchströmende Kasse in Drehung | versetzt werden, wozu ein erheblicher Teil der Strömungsenergie verbraucht wird.
Die Erfindung stellt sich nun die Aufgabe, unter Vermeidung der obengenannten Nachteile die StrÖmungsverluste kurser Dlffueoren mit großem Erweiterungewinkel alt einfachen Mitteln zu verringern und damit den Wirkungsgrad zu erhöhen.
Die Erfindung besteht darin, daß im Diffusoratrömungsquerschnitt
in Wandnähe eine Düse vorgesehen 1st· |
Zweokmaßigerweise ist vorgesehen, daß die Düse vor der Stelle im Diffusor angeordnet ist, an der Ablösung der Grenzschicht zn erwarten ist«
Bei einem Kreisquerschnitt des Diffusere kann die Düse als Düsenring ausgebildet sein.
Durch die erf indungsgemäß vorgesehene.- Düse in Wandnähe des Diffusore wird der verzögerten Grenzschicht zusätzliche ki-
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netische Energie zugeführt, so daß ein Aufstauen der Grenzschicht infolge dee Druckanstieges in Strönungsrichtung und eine dadurch verursachte verlustbringende Ablösung der Grenzschichtströmung weitgehend vermieden wird.
Ein Ausführungsboisplel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird int folgendes näher beschrieben.
Es zeigen:
Fig· 1 sohenatisch einen Ströaungskanal Bit diffusor
?ig. 2 den Abdampf stutzen einer Dampfturbine i» Längsschnitt mit den erfindungsgeaäfien Düsenring in scheuatiecher
Darstellung·
Der Strömungskanal 1 nach ?igur 1 weist zwisohan den beiden zylindrischen Rohrstücken 3 und 4 ein konisch erweitertes Rohrstück 2 (Diffusor) auf, in den die kinetische Energie der Strömung in Druck umgesetzt wird. Die Strönungsrichtung ist durch Pfeile gekennzeichnet. In der Sähe der Biffusorwand Z ist eine als Düsenring 5 ausgebildete Düse vorgesehen, die der Vandgrenzschicht durch eine beschleunigte Teilstrdaung zusätzliche kinetische Energie zuführt. ,
In Figur 2 ist die Anwendung des erfindungegwiaßen Düsenringes bei dem Abdanqpfstutzen 10 einer Dampfturbine dargestellt. Hinter der letzten Turbinenstuf β, gekennzeichnet durch eine Lauf schau-
OD 98 3 57 OSO 2 bad-original
- 5 - Vo 10/051
fei Ή mid !leitschaufel 12, wird in Abdampfatutaen 10 des Trtrbinengehauees 13 die Dampfströmung um 90° ungelenkt, wobei außerdem noch eine Querschnittaerweiterung auftritt· Der kreiaringfSrnige Eintrittequerschnitt 15 ist nämlich viel kleiner als der zylinderinantelformige Auatrittaquerachnitt 16« Im Abdaupfstutsen 10 ist genäfi der Erfindung in Wandnähe eine Kreisringdüae 14- angeordnet.
Veil bei dem Srfindungsgegenstand nur in Vandnähe ein kleiner
2?GiIstroH örtlich beschleunigt wird, ist der Energieaufwand beispielsweiee im Vergleich. eu einen Drallblech klein·
Die Anwendung der erfindungegeaäSen Düse ist Jedoch nicht allein auf Abetröastutsen von Dampfturbinen beachrankt, sondern bei allen diffuaorartigen Strdnungekanalauabildungen nöglich. Besonders bei allen Arten von Strömungsmaschinen wie Turboverdichter^ Dampf- und Gasturbinen, Ventilatoren usw. ergeben sich insofern Vorteile, als bei Anwendung der Erfindung eehr rasche Querachnitteerweiterungen des Btröaungefcanale bei guten Virkunga- | grad und jlamit eine ertrea kurte Geeaetbaulänge der Maachine möglich werden«
5 Seiten Beschreibung
3 Patentansprüche
1 Blatt Zeichnungen mit 2 figuren
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Claims (2)

Licentia Patent-Verwaltungs-QiibH Frankfurt/Main, iDb.eodor-Stem-<Kai 1 Werner/schm Ve 10/05^
1. Vorrichtung cur Verbesserung des Wirkungsgrades τοπ stark erweiterten Diffusoren, dadurch gekennzeichnet» daß Piffusorstx&aungequersohnitt in VandaShe elm Düse vorgesehen ist*
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennselohnet, daß die Düse vor der Stelle i» Diffusor angeordnet 1st, an der Ablösung der Grenzschicht tu erwarten ist»
5« Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekeianseichnet,
ρ -■■'·■ ■ . ■ -
daß die Düse als Düsenring ausgebildet 1st«
BAD ORIGINAL
009835/QßO?
DE19671650079 1967-07-14 1967-07-14 Vorrichtung zur Verbesserung des Wirkungsgrades von stark erweiterten Diffusoren Pending DE1650079A1 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DEL0056991 1967-07-14

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE1650079A1 true DE1650079A1 (de) 1970-08-27

Family

ID=7278197

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19671650079 Pending DE1650079A1 (de) 1967-07-14 1967-07-14 Vorrichtung zur Verbesserung des Wirkungsgrades von stark erweiterten Diffusoren

Country Status (5)

Country Link
BE (1) BE717955A (de)
CH (1) CH469202A (de)
DE (1) DE1650079A1 (de)
FR (1) FR1576003A (de)
GB (1) GB1230125A (de)

Families Citing this family (8)

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Also Published As

Publication number Publication date
CH469202A (de) 1969-02-28
BE717955A (de) 1968-12-16
GB1230125A (de) 1971-04-28
FR1576003A (de) 1969-07-25

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