Kontury łopatki wirnika o przepływie promieniowym

Studiowałem projekt turbopomp i ich wirników, wszystkie równania projektowe i takie tam; to pytanie dotyczy konturów łopatek wirnika. W przyszłości zamierzam podjąć próbę wejścia do inżynierii lotniczej, więc pomyślałem, że równie dobrze mogę zacząć teraz poznawać koncepcje.

Obecnie próbuję zaprojektować wirnik w CAD, aby przetestować moją wiedzę na temat równań, a także poprawić się w CAD, ale jedna z aspektów tego projektu raczej mnie zaskakuje.

Jak widać tutaj ( źródło , strona 208):

Obliczanie promieniowego konturu wirnika (to znaczy dotyczy $\beta_1$ i $\beta_2$ powinno być stosunkowo łatwe, biorąc pod uwagę inną zawartość w papierze, ale wirniki promieniowe w turbosprężarkach i inne tego rodzaju urządzenia prawie zawsze wydają się mieć „wargę” lub skierowaną do przodu górną krawędź w pobliżu ucha spirali lub wlotu obudowy.

Oto przykład tego, o czym mówię:

Widać, że łopatki są zakrzywione do tyłu, ale w pobliżu górnej części łopatki wirnika bliżej oka krzywizna się odwraca i rozszerza do przodu, aby zbliżyć się do prawie płaskiego nachylenia.

Moje pytania to:

• Jaki jest cel tego konturu osiowego (wybacz mi, jeśli to nie jest właściwe określenie)?

• Czy są jakieś specyficzne parametry projektowe związane z tym konturem? Powyższy tekst Rocketdyne nie zawierał żadnej wzmianki o profilach osiowych wirnika, poza schematem po lewej stronie opisującym wymiarowanie całunów.

• Gdzie mogę znaleźć wyjaśnienie i źródło informacji projektowych dotyczących projektowania konturu?

Powinienem mieć trochę więcej informacji niż pomp, ale nie mam. To, o czym mówisz, nazywa się łopatką wejściową lub łopatką wirnika . Ma to na celu pomóc wodzie uzyskać wymaganą prędkość obrotową:

... w połączeniu z wirnikiem odśrodkowym pożądane jest zapewnienie osiowo rozciągającej się sekcji łopatki wejściowej z łopatkami zakrzywionymi tak, że ich promień krzywizny stopniowo zmniejsza się w kierunku przepływu płynu przez nią . Źródło [Patent, 1945]

Woda zbliża się do wirnika z kierunkiem przepływu wzdłuż osi. Bez zakrzywienia jej do wewnątrz woda zmieniłaby się bardzo gwałtownie, od przejścia prosto do poruszania się z ostrzem, ze znacznym marnotrawstwem energii.

Jednak wyginając ostrza do wewnątrz, „zbierasz” wodę. Woda będzie popychana wzdłuż zbocza próżnego i pomoże obrócić ruch osiowy, który musiał obrócić, zwiększając wydajność pompy.

Ta konstrukcja nie jest łatwa w obróbce i dlatego jest używana tylko w razie potrzeby, np. W silnikach rakietowych, w których potrzebujesz dużej presji. Większość aplikacji po prostu nie jest tego warta.

W tej konstrukcji sekcja łopatki wejściowej zawiera część piasty z wieloma łopatkami wystającymi z niej promieniowo, przy czym każda z łopatek ma raczej skomplikowany skręcony profil. Oczywiście taka sekcja łopatki wejściowej jest trudna do odlewania i / lub obrabiania. Odpowiednio, celem tego wynalazku jest zapewnienie nowej konstrukcji takiego wirnika, aby ułatwić jego wytwarzanie.