Konturen der Radialschaufel

Ich habe das Design von Turbopumpen und ihren Laufrädern, alle Designgleichungen und was nicht studiert. Diese Frage betrifft die Konturen der Laufradschaufeln. Ich werde in Zukunft versuchen, in die Luft- und Raumfahrttechnik einzusteigen, also dachte ich mir, ich könnte jetzt genauso gut anfangen, mich mit den Konzepten vertraut zu machen.

Ich versuche derzeit, ein Laufrad in CAD zu entwerfen, um mein Wissen über die Gleichungen zu testen und CAD besser zu machen, aber eine der Facetten des Entwurfs verwirrt mich eher.

Wie Sie hier sehen können ( Quelle , Seite 208):

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Hier ist ein Beispiel für das, worauf ich mich beziehe:

Sie können erkennen, dass die Flügel rückwärts gekrümmt sind, aber nahe der Oberseite der Laufradschaufel näher am Auge kehrt sich die Krümmung um und flackert nach vorne, um sich einer nahezu flachen Neigung zu nähern.

Meine Fragen sind:

• Was ist der Zweck dieser axialen Kontur (vergib mir, wenn das nicht der richtige Begriff ist)?

• Sind dieser Kontur bestimmte Entwurfsparameter zugeordnet? Der obige Rocketdyne-Text schien die axialen Profile des Laufrads nicht zu erwähnen, außer dem Diagramm links, das die Dimensionierung der Abdeckungen beschreibt.

• Wo finde ich eine Erklärung und Quelle für Entwurfsinformationen zum Entwerfen der Kontur?

Ich sollte etwas mehr Überblick über Pumpen haben als ich, aber ich nicht. Was Sie meinen, scheint als Eingangsschaufel oder Laufradführungsschaufel bezeichnet zu werden . Der Zweck ist es, dem Wasser zu helfen, die erforderliche Rotationsgeschwindigkeit zu erreichen:

... in Verbindung mit einem Radialrad ist es wünschenswert, einen axial verlaufenden Eingangsschaufelabschnitt mit so gekrümmten Flügeln vorzusehen, dass ihr Krümmungsradius in Richtung des durchströmenden Fluids allmählich abnimmt . Quelle [Patent, 1945]

Das Wasser nähert sich dem Laufrad mit einer Strömungsrichtung entlang der Achse. Ohne es nach innen zu krümmen, würde sich das Wasser sehr abrupt von einer geraden Bewegung zu einer Bewegung mit der Klinge ändern, was eine erhebliche Energieverschwendung zur Folge hätte.

Wenn Sie jedoch die Klingen nach innen krümmen, schöpfen Sie das Wasser nach oben. Das Wasser wird entlang der Neigung des Eitels geschoben und hilft dabei, die axiale Bewegung, die es drehen musste, zu drehen, wodurch der Pumpenwirkungsgrad erhöht wird.

Diese Konstruktion ist nicht einfach zu bearbeiten und wird daher nur bei Bedarf verwendet, z. B. bei Raketentriebwerken, bei denen viel Druck erforderlich ist. Die meisten Anwendungen sind die Mühe einfach nicht wert.

Bei dieser Konstruktion umfasst der Eingangsschaufelabschnitt einen Nabenabschnitt mit mehreren Schaufeln, die sich radial davon erstrecken, wobei jede der Schaufeln ein ziemlich kompliziertes verdrilltes Profil aufweist. Offensichtlich ist ein solcher Eingangsschaufelabschnitt schwierig zu gießen und / oder zu bearbeiten. Dementsprechend ist es eine Aufgabe dieser Erfindung, eine neuartige Konstruktion eines solchen Laufrads bereitzustellen, um dessen Herstellung zu erleichtern.