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Physical
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66 s
(17)
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2 percent de
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10 percent
(3)
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33 percent de
(3)
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24 s
(2)
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5 h
(2)
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20 s
(1)
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25 s
(1)
[14][_]
38 s
(1)
[15][_]
50 s
(1)
[16][_]
53 s
(1)
[17][_]
78 s
(1)
[18][_]
60 s
(1)
[19][_]
de 0,389 mm
(1)
[20][_]
0,0762 mm
(1)
[21][_]
Gene Or Protein
(9/ 39)
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APTE
(15)
[23][_]
Etre
(9)
[24][_]
Trou
(7)
[25][_]
DANS
(2)
[26][_]
Cou
(2)
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SENS
(1)
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Appa
(1)
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Cer
(1)
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Fert
(1)
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Polymer
(1/ 5)
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Rayon
(5)
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Organism
(3/ 3)
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sages
(1)
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inti
(1)
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tule
(1)
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Molecule
(2/ 2)
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Cha-
(1)
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discon
(1)
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Disease
(1/ 2)
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Fatigue
(2)
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Chemical Role
(1/ 1)
[43][_]
colorant
(1)
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Generic
(1/ 1)
[45][_]
cations
(1)
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Publication
_________________________________________________________________
Number FR2519070A1
Family ID 2024221
Probable Assignee United Technologies Corp
Publication Year 1983
Title
_________________________________________________________________
FR Title SURFACE PORTANTE APTE AU REFROIDISSEMENT POUR UNE MACHINE
ROTATIVE
Abstract
_________________________________________________________________
L'INVENTION CONCERNE UNE SURFACE PORTANTE APTE AU REFROIDISSEMENT POUR
UNE MACHINE ROTATIVE.
CETTE SURFACE PORTANTE COMPORTE UN PASSAGE 54 S'ETENDANT DANS LE SENS
DE L'ENVERGURE A TRAVERS LA ZONE DU BORD D'ATTAQUE 26 DE L'AUBE. CE
PASSAGE 54 COMPORTE PLUSIEURS BANDES D'ENTRAVEMENT 66S, 66P INCLINEES
VERS L'ECOULEMENT APPROCHANT ET DISPOSEES ANGULAIREMENT PAR RAPPORT A
A PAROI SITUEE DANS LA ZONE DU BORD D'ATTAQUE 26 AFIN D'ACCROITRE, PAR
TURBULENCE, LE DEBIT DE FLUIDE DE REFROIDISSEMENT S'ECOULANT VERS LA
PARTIE AVANT EXTREME DU PASSAGE 54.
L'INVENTION EST UTILISEE POUR REFROIDIR LES AUBES DE MACHINES
ROTATIVES A HAUTE TEMPERATURE TELLES QUE LES TURBINES A GAZ.
Description
_________________________________________________________________
La presente invention concerne des surfaces portantes aptes au
refroidissement utilisees dans des machines rotatives a haute
temperature et, plus speci- fiquement, elle concerne une structure
pour le refroidis- sement de ces surfaces portantes Les concepts
decrits ici sont d'application tant pour les aubes fixes que pour les
aubes mobiles des turbines.
Dans une machine rotative, un carburant est brule dans des chambres de
combustion afin de fournir de l'energie a la machine sous forme de gaz
chauds cons- tituant le milieu de travail Les gaz chauds du milieu de
travail s'ecoulent ensuite vers la section de turbi- ne proprement
dite de la machine Dans cette section de turbine, des surfaces
portantes constituent des ran- gees d'aubes fixes et des rangees
d'aubes mobiles rota- tives Ces surfaces portantes servent a diriger
le flux des gaz et a en extraire l'energie En consequence, les
surfaces portantes baignent dans les gaz chauds du mi- lieu de travail
au cours du fonctionnement de la turbi- ne, si bien que ces surfaces
portantes sont soumises a des contraintes thermiques qui alterent leur
integrite structurale et leur resistance a la fatigue Ces con-
traintes thermiques ont ete une source constante de pre- occupations
depuis l'apparition des machines rotatives a haute temperature telles
que les turbines a gaz, etant donne qu'il est necessaire de faire
fonctionner ces tur- bines a des temperatures elevees pour en obtenir
un ren- dement optimal Par exemple, les surfaces portantes de ces
turbines peuvent etre soumises, dans les gaz du mi- lieu de travail, a
des temperatures allant jusqu'a 13700 C (25000 F) Specifiquement, les
aubes mobiles et les aubes fixes de ces turbines sont refroidies dans
le but de preserver l'integrite structurale et la resistan- ce a la
fatigue de la surface portante en reduisant le niveau des contraintes
thermiques qui s'exercent dans cette derniere.
Une des premieres methodes adoptees pour le refroidissement des
surfaces portantes est illustree dans le brevet des Etats-Unis
d'Amerique No 3 171 631 accorde au nom de Aspinwall et intitule
"Turbine Blade".
Dans le procede decrit dans ce brevet, de l'air de re- froidissement
est achemine dans la cavite menagee entre l'extrados et l'intrados de
la surface portante, pour etre ensuite devie vers differents endroits
de cette ca- vite en utilisant des ailettes ou des embases courbes.
Ces embases servent egalement d'organes supports desti- nes a
renforcer la structure des aubes.
Ulterieurement, on a mis au point des syste- mes plus sophistiques
dans lesquels on utilise des pas- sages sinueux et dont un exemple est
la structure illus- tree dans le brevet des Etats-Unis d'Amerique N 03
533 712 accorde au nom de Kercher et intitule "Cooled Vane
Structure for High Temperature Turbines" Dans ce bre- vet, on decrit
l'utilisation de passages en serpentin s'etendant d'un bout a l'autre
de la cavite menagee dans l'aube afin d'assurer un refroidissement
specialement adapte de differentes parties de la surface portante.
La matiere de la surface portante definissant les passa- ges assure le
support structural necessaire de cette sur- face portante.
Dans des brevets plus recents tels que le bre- vet des Etats-Unis
d'Amerique N' 4 073 599 accorde aux noms de Allen et al et intitule
"Hollow Turbine Blade
Tip Closure", on decrit l'utilisation de passages de re-
, froidissement compliques associes a d'autres techniques pour le
refroidissement de la surface portante Par exemple, dans le brevet de
Allen et al, la zone du bord d'attaque est refroidie en y projetant de
l'air, puis en dechargeant cet air de refroidissement par un passage
s'etendant dans le sens de l'envergure dans la zone du bord d'attaque
de l'aube L'air circulant dans ce pas- sage refroidit egalement la
zone du bord d'attaque par convection comme c'est le cas avec le
passage prevu dans le systeme de Aspinwall.
De nombreux brevets plus recents ont pour objet le refroidissement des
surfaces portantes d'aubes de turbines en utilisant des passages de
refroidisse- ment compliques et des trous de refroidissement pellicu-
laire seuls ou en combinaison avec des bandes d'entrave- ment
destinees a favoriser un refroidissement de la zone du bord d'attaque
de ces aubes; parmi ces brevets, on mentionnera, par exemple, les
brevets des Etats-Unis d'Amerique N' 4 177 010 accorde aux noms de
Greaves et al et intitule "Cooled Rotor Blade for A Gas Turbine
Engine" (film cooling holes); N O 4 180 373 accorde aux noms de Moore
et al et intitule "Turbine Blade" (film cooling holes and trip
strips); N O 4 224 011 accorde aux noms de Dodd et al et intitule
"Cooled Rotor Blade for A Gas Turbine Engine' (film cooling holes); et
No 4 278 400 accorde aux noms de Yamarik et al et inti- tule "Coolable
Rotor Blade" (film cooling holes and trip strips) Ces aubes se
caracterisent par de grands passages d'air de refroidissement
relativement a l'epais- seur des parois situees dans la zone du bord
d'attaque de l'aube.
Des etudes aerodynamiques recentes suggerent qu'un bord d'attaque
elliptique offre des avantages en ce qui concerne le rendement lors de
la mise en service de la turbine a gaz Le bord d'attaque elliptique
est utilise conjointement avec une surface portante ayant une section
transversale plus mince (epaisseur par rap- port a la longueur de
corde) que les surfaces portantes de la technique anterieure En depit
de la minceur du profil, une epaisseur minimum est requise dans les
parois en vue d'assurer le support structural de la surface por- tante
et de permettre, a cette derniere, de supporter certains dommages
causes par des objets etrangers, les- quels sont statistiquement
vraisemblables Il en est resulte l'apparition d'une nouvelle surface
portante ayant un bord d'attaque elliptique a des fins aerodyna-
miques et comportant des parois de plus forte epais- seur par rapport
a la dimension des passages d'air de refroidissement comparativement a
la relation entre les parois et la dimension des passages dans les
surfaces portantes de la technique anterieure En outre, dans l'interet
du rendement du carburant, il n'est pas sou- haitable, dans certains
etages de la turbine, d'utili- ser un refroidissement pelliculaire
pour la zone du bord d'attaque de la surface portante.
En consequence, les hommes de science et les ingenieurs cherchent a
mettre au point des surfaces portantes aptes au refroidissement et
destinees a etre utilisees dans les turbines a haute temperature en
per- mettant une utilisation efficace de l'air de refroidis- sement
pour assurer un refroidissement adequat de la zone du bord d'attaque
de ces surfaces portantes, les- quelles comportent des passages
etroits comparativement a l'epaisseur de leurs parois, tout en evitant
la de- charge de l'air de refroidissement hors de la zone du bord
d'attaque de la surface portante suite a un refroi- dissement
pelliculaire.
Suivant la presente invention, une surface por- tante apte au
refroidissement comportant un passage pour un fluide de
refroidissement a proximite d'une paroi si- tuee dans la zone du bord
d'attaque comprend plusieurs bandes d'entravement s'etendant en
travers de ce passa- ge et qui sont inclinees en direction de
l'ecoulement approchant, ainsi que par rapport a la paroi situee dans
la zone du bord d'attaque.
Dans une forme de realisation detaillee, le pas- situe dans la zone du
bord d'attaque est en communica- tion d'ecoulement avec la zone du
bord de fuite via un passage courbe et un trou reliant ce dernier a la
zone du bord de fuite en vue de decharger les matieres en particules
du premier passage tout en assurant un re- froidissement
supplementaire de la zone du bord d'atta- que, du passage courbe et de
la zone du bord de fuite.
Une caracteristique principale de la presente invention reside dans
une surface portante comportant un passage de refroidissement dans la
zone de son bord d'attaque Une paroi situee dans la zone du bord d'at-
taque delimite ce passage Plusieurs bandes d'entrave- ment sont
disposees angulairement par rapport a cette paroi et sont inclinees en
direction de l'ecoulement approchant Dans une forme de realisation, la
hauteur des bandes d'entravement depasse 10 percent, mais est
inferieu- re a 33 percent de la hauteur du passage Les bandes d'entra-
vement s'etendent jusqu'a proximite du bord d'attaque de la surface
portante Dans une forme de realisation, la zone du bord d'attaque de
la surface portante compor- te une surface exterieure de forme
elliptique et une sur- face interieure de forme cylindrique ayant un
rayon ri.
Les bandes d'entravement inclinees en direction de l'ecoulement
approchant ont une hauteur superieure ou egale au rayon ri.
Un avantage principal de la presente invention reside dans la
longevite de la surface portante qui re- sulte de l'epaisseur que l'on
donne aux parois situees dans la zone du bord d'attaque en vue de
proteger la surface portante contre les deteriorations par des ob-
jets etrangers, ainsi que du refroidissement des parois ainsi
epaissies qui empeche ces dernieres d'etre soumi- ses a des
contraintes thermiques Dans une forme de rea- lisation, la longevite
de la surface portante est ame- lioree en eliminant les matieres en
particules de la zo- ne de tete de la surface portante via un conduit
qui achemine l'air de refroidissement a travers les zones a faible
vitesse d'ecoulement de la surface portante.
Un autre avantage reside dans le meilleur rendement de la machine
rotative qui resulte du fait qu'une partie de l'ecoulement de
refroidissement est canalisee en vue d'accroitre l'efficacite de
refroidissement de cet ecou- lement.
D'autres caracteristiques et avantages appa- raitront a la lecture de
la description et des revendi- cations ci-apres, en se referant aux
dessins annexes qui illustrent une forme de realisation de
l'invention; dans ces dessins: la figure 1 est une vue d'une aube
mobile en partie en coupe et en partie elaguee afin d'en illus- trer
l'extrados; la figure 2 est une vue en coupe transversale prise
suivant la ligne 2-2 de la figure 1; et la figure 3 est une vue
partielle en perspec- tive prise suivant la ligne 3-3 de la figure 2
et illus- trant schematiquement une partie de l'ecoulement dans la
zone du bord d'attaque de l'aube mobile.
La figure 1 illustre une aube mobile 10 pour une machine rotative
Cette aube mobile comporte un ta- lon 12, un pied 14 et une surface
portante 16 Le ta- lon est concu pour venir s'engager sur le rotor
d'une machine rotative Le pied est concu pour former une par- tie de
la paroi interieure dg parcours d'ecoulement pre- vu pour les gaz du
milieu de travail dans une machine rotative La surface portante est
concue pour s'etendre vers l'exterieur en travers du parcours
d'ecoulement pour les gaz du milieu de travail et elle comporte une
tete 18 a son extremite exterieure L'aube mobile pre- sente des
directions de reference, en l'occurrence, la direction S orientee dans
le sens de l'envergure et la direction C orientee dans le sens de la
corde.
Le talon 12 comporte une paroi 20 s'etendant dans le sens de la corde
Un premier conduit 22 est en communication pour un fluide, via cette
paroi de talon, avec une source d'air de refroidissement telle qu'un
compresseur (non represente) Un deuxieme conduit 24 s'etend a travers
la paroi de talon Une plaque 25 s'etend en travers de ce deuxieme
conduit et bloque tou- te communication pour un fluide avec une source
d'air de refroidissement (non representee) Dans une autre forme de
realisation, le deuxieme conduit est en commu- nication pour un fluide
avec la source d'air de refroi- dissement.
La surface portante 16 comporte un bord d'atta- que 26 et un bord de
fuite 28 Un extrados 30 et un in- trados 32 (partiellement elague en
figure 1 pour des raisons de clarte et illustre integralement en
figure 2) sont reunis au bord d'attaque et au bord de fuite L'in-
trados est espace de l'extrados en vue de definir une cavite 34 entre
eux Une paroi de tete 36 et la paroi de talon 20 delimitent cette
cavite dans le sens de l'envergure Une premiere chicane 38 s'etend
dans le sens de l'envergure a partir de la paroi de tete en vue de
diviser la cavite en une partie arriere 40 et une partie avant 42
Cette premiere chicane est espacee de la paroi de talon en
definissant, entre elles, un pre- mier passage courbe 44 qui met la
partie arriere de l'au- be mobile en communication pour un fluide avec
la partie avant, ainsi qu'avec le deuxieme conduit 24 s'etendant a
travers le talon de l'aube La partie arriere de l'au- be comprend une
zone de bord de fuite 46 Cette zone de bord de fuite est en
communication pour un fluide avec le parcours d'ecoulement du milieu
de travail via plu- sieurs embases 48 espacees l'une de l'autre
Chacune de ces embases s'etend entre l'extrados et l'intrados afin de
bloquer localement l'ecoulement, tout en definis- sant, conjointement
avec la premiere chicane, un pas- sage 50 s'etendant dans le sens de
l'envergure pour l'air de refroidissement Plusieurs bandes d'entrave-
ment 52 sont disposees perpendiculairement a l'ecoule- ment approchant
et entravent la formation d'une couche limite laminaire en provoquant
un ecoulement turbulent dans la couche limite a mesure que
l'ecoulement passe par-dessus les bandes d'entravement.
Une deuxieme chicane 53 s'etend dans le sens de l'envergure a partir
de la paroi de talon 20 afin de diviser la partie avant 42 de l'aube
en un premier pas- sage 54 et un deuxieme passage 56 Le premier
passage est adjacent a une troisieme paroi 58 situee dans la zone du
bord d'attaque de l'aube Ce premier passage comporte une extremite
d'amont 60 en communication pour un fluide avec le premier conduit 22
et une extremite d'aval 62 en communication pour un fluide avec le
deu- xieme passage via un passage courbe 64 Plusieurs pre- mieres
bandes d'entravement 66 S s'etendent en travers du passage a partir de
l'extrados Plusieurs deuxiemes bandes d'entravement 66 p s'etendent a
partir de l'intra- dos Les bandes d'entravement 66 p sont disposees en
quinconce par rapport aux bandes d'entravement 66 s, de telle sorte
que les bandes de ces deux groupes 66 s, 66 p s'etendent de maniere
alternee en travers du premier passage Les bandes d'entravement sont
inclinees en di- rection de l'ecoulement approchant et elles sont
dispo- sees sous un angle aigu a par rapport a la troisieme pa- roi 58
Cet angle aigu a est d'environ 300 Le premier passage a un axe Ap Le
sens d'ecoulement general de l'air de refroidissement est parallele a
l'axe Ap Plu- sieurs ailettes courbes 68 sont disposees dans le passa-
ge courbe 64 defini entre la paroi de tete 36 et la deu- xieme chicane
qui est espacee de cette derniere Ces ailettes courbes s'etendent
entre l'extrados et l'in- trados et elles dirigent l'ecoulement du
premier passa- ge dans le deuxieme Le deuxieme passage comporte plu-
sieurs bandes d'entravement 69 perpendiculaires au par- cours
d'ecoulement de l'air de refroidissement. Le passage courbe 64
comporte une zone d'angle
Dans une autre forme de realisation de l'aube mo- bile, cette derniere
comporte, dans sa zone de tete, un trou 72 destine a devier une partie
de l'ecoulement du passage courbe 64 vers la zone de bord de fuite 46
de l'aube Ce trou 72 augmente l'ecoulement d'air de refroidissement a
travers la zone d'angle en assurant ainsi un refroidissement
supplementaire de cette der- niere La section du trou menage dans la
chicane est inferieure a 2 percent de la surface d'ecoulement du
premier passage et egalement inferieure a 2 percent de la surface
d'ecoulement du deuxieme passage Ce trou constitue egalement un
conduit destine a entrainer les matieres en particules introduites par
l'air de refroidissement et enfermees dans la zone d'angle suite aux
forces de rotation, de la zone de tete de la surface portante a la
partie arriere de l'aube afin de les decharger en de- hors de cette
derniere.
La figure 2 est une vue en coupe transversale d'une partie de l'aube
mobile illustree en figure 1, cette vue etant prise suivant la ligne
2-2 de cette der- niere L'aube mobile comporte une surface exterieure
de forme elliptique 74 et une surface interieure de for- me
cylindrique 76 ayant un rayon ri A la section de corde prise suivant
la ligne 2-2 de la figure 1, le pas- sage a une ligne mediane M, une
largeur W mesuree le long de cette ligne mediane et une hauteur H
mesuree en n'importe quel point de la longueur d'une ligne perpen-
diculaire a la ligne mediane La bande d'entravement a une hauteur
correspondante h qui est superieure a 10 percent, mais inferieure a 33
percent de la hauteur du passage Cha- que bande d'entravement s'etend
en travers de la lar- geur du passage jusqu'a proximite de la zone du
bord d'attaque de la surface portante La surface portante comporte une
piece de transition 78 s'etendant depuis l'intrados et l'extrados
jusqu'a chaque bande d'entra- vement Cette piece de transition est
solidaire de la bande d'entravement afin de reduire les concentrations
de contraintes a l'extremite de cette derniere La ban- de
d'entravement est espacee d'une distance d de la pa- roi 58 situee
dans la zone du bord d'attaque Cette distance d a une valeur egale ou
superieure a la hauteur h de la bande d'entravement, mais egale ou
inferieure a cinq fois cette hauteur (h < d 4 5 h) Comme le mon- trent
les figures 1 et 2, les bandes d'entravement 66 p disposees sur
l'intrados sont chacune paralleles a et espacees dans le sens de
l'envergure d'une bande d'en- travement situee sur l'extrados.
Au cours de la mise en service de l'aube mobi- le, de l'air de
refroidissement s'ecoule a travers le talon via le premier conduit 22
L'air de refroidisse- ment sortant du premier conduit penetre dans
l'extremi- te d'amont 60 du premier passage 54 adjacent a la zone du
bord d'attaque 26 de l'aube L'air s'ecoule par- dessus les bandes
d'entravement et la masse de cet air progresse parallelement a l'axe
du premier passage com- me indique par la ligne Ap en figure 1.
La figure 3 est une illustration schematique de l'interaction entre
deux lignes de courant 51 et 52 de l'air de refroidissement a mesure
que ce dernier passe par-dessus deux bandes d'entravement 66 S situees
sur l'extrados de la surface portante Ces deux lignes de courant sont
adjacentes a l'extrados de la surface por- tante et, a mesure qu'elles
passent par-dessus les ban- des d'entravement, une partie de
l'ecoulement dirige le il long de la ligne de courant est deviee vers
la zone du bord d'attaque comme l'indiquent les lignes en traits
discontinus 51 ', 51 ", 52 ' et 52 " En outre, a mesure que les lignes
de courant passent par-dessus les bandes d'entravement, de petits
tourbillons sont engendres sur le cote d'amont de ces dernieres et, en
raison de la na- ture angulaire de ces bandes d'entravement, ces
tourbil- lons renferment une composante de vitesse dirigee dans le
sens de la corde, ce qui a pour effet de les depla- cer vers la zone
du bord d'attaque dans laquelle ils pe- netrent ensuite comme indique
en V 1 ' et V 11, engendrant ainsi une turbulence dans la zone du bord
d'attaque, tout en entravant la formation d'une couche limite lami-
naire dans cette zone D'autres tourbillons (V 2 ', V 2 ") se deplacent
dans cette direction generale en entravant la formation de la couche
limite laminaire entre le cou- rant principal et la paroi du fait
qu'ils provoquent un ecoulement turbulent dans la couche limite Cette
ac- tion augmente le transfert de chaleur entre l'extrados et
l'ecoulement d'air de refroidissement Des essais effectues sur des
maquettes hydrauliques de l'aube con- firment (moyennant l'injection
d'un colorant au point A de la figure 1) que les bandes d'entravement
ont pour effet de deplacer la partie de l'ecoulement qui leur est
adjacente, dans la zone de bord d'attaque de la cou- che limite comme
illustre par la ligne en traits discon- tinus A' Cette deviation de
l'ecoulement est particu- lierement utile au moment o l'ecoulement
penetre dans la zone MCR situee a mi-corde de l'aube en provoquant une
turbulence et un refroidissement supplementaire dans la partie de bord
d'attaque tres etroite du pre-
* mier passage La zone MCR situee a mi-corde de l'aube est une zone de
transfert de chaleur critique en raison de l'epaisseur des parois et
de la quantite de chaleur transferee a cette zone par les gaz du
milieu de tra- vail La zone critique situee a mi-corde (MCR) est
efficacement refroidie par l'ecoulement turbulent accru engendre par
les bandes d'entravement angulaires A me- sure que l'ecoulement quitte
le premier passage et pas-
S se a travers les ailettes courbes, il est bloque par- tiellement par
ces dernieres vis-a-vis de certaines par- ties de la surface portante
En raison de la minceur de la zone de tete, le blocage de l'ecoulement
ne s'ac- compagne pas d'une importante contrainte thermique dom-
mageable telle que celle pouvant etre associee au blo- cage de cet
ecoulement dans la zone MCR situee a mi- corde de l'aube L'air de
refroidissement suit le tra- jet courbe et, via le deuxieme passage
56, il s'ecoule vers le passage 50 situe dans la partie arriere de
l'au- be, en passant par le premier passage courbe 44.
Dans l'autre forme de realisation dans laquel- le le deuxieme conduit
24 et le passage courbe 44 sont en communication d'ecoulement avec une
source d'air de refroidissement, ce conduit et ce passage agissent a
la maniere d'un injecteur au point de jonction entre le passage courbe
et le conduit, ce qui a pour effet d'aspirer l'ecoulement d'air de
refroidissement a tra- vers la zone du bord d'attaque et de l'amener
dans la zone du bord de fuite o il est utilise pour un refroi-
dissement complementaire avant d'etre decharge a l'ecart de l'aube.
Un avantage distinct et particulier de la pre- sente invention reside
dans la turbulence accrue engen- dree dans la zone du bord d'attaque
et qui donne lieu a un refroidissement plus intense dans la zone
critique situee a mi-corde de l'aube Bien que l'on utilise des bandes
d'entravement ayant un angle de 30, on pense que desv bandes
d'entravement ayant un angle se situant entre 15 et 60 s'avereront
efficaces suivant la vi- tesse de l'ecoulement dans le passage et la
hauteur de ces bandes d'entravement Dans la forme de realisa- tion
particuliere illustree, les bandes d'entravement 66 S et 66 p ont une
hauteur nominale de 0,389 mm avec une tolerance de plus ou moins
0,0762 mm.
Bien que la presente invention ait ete illus- tree et decrite en se
referant a une forme de realisa- tion preferee, l'homme de metier
comprendra que diver- ses modifications peuvent y etre apportees t Ant
dans sa forme que dans ses details, sans se departir de son esprit et
de son cadre tels qu'ils sont definis dans les revendications
ci-apres.
14 -
Claims
_________________________________________________________________
REVENDICATIONS
1 Surface portante apte au refroidissement du type comportant un
passage (54) pour un fluide de refroidisse- ment delimite par une
paroi (58) situee dans la zone du bord d'attaque (26) de la surface
portante (16), cette derniere comprenant: plusieurs bandes
d'entravement (66 s,66 p) s'etendant en travers du passage (54),
inclinees en direction de 1 ' ecoulement approchant et disposees sous
un angle aigu (O) par rapport a la paroi precitee (58), caracterisee
en ce que ces bandes d'entravement (66 s,66 p) favorisent une tur-
bulence dans l'ecoulement dans le but d'accroitre le trans- fert de
chaleur entre le fluide et la surface portante(16), tandisqu'elles
devient une partie de l'ecoulement contre la paroi (58) et provoquent
la formation de tourbillons qui favorisent la turbulence dans le
fluide a proximite de cette paroi (58).
2 Surface portante apte au refroidissement suivant la revendication 1,
caracterisee ence que chaque bande d' entravement (66 s,66 p) s'etend
en travers de la largeur du passage (54) jusqu'a proximite de la zone
du bord d'atta- que (26) de la surface portante (16).
3 Surface portante apte au refroidissement suivant la revendication 2,
caracterisee en ce que chaque bande d'entravement (66 s,66 p) a une
hauteur superieure a 10 percent, mais inferieure a 33 percent de la
hauteur du passage (54).
4 Surface portante apte au refroidissement suivant la revendication 2,
caracterisee en ce que la paroi pre- citee (58) constitue une premiere
paroi, la surface por- tante (16) comportant egalement une chicane
comportant une deuxieme paroi (53) espacee de la premiere paroi (58)
et s'etendant dans la memedirection que celle-ci, tandis que la bande
d'entravement (66 s,66 p) s'etend a partir de la deuxieme paroi (53)
en direction de la premiere paroi (58) dont elle est espacee d'une
distance d, cette derniere ayant une valeur egale ou superieure a la
hauteur h de la bande d'entravement (66 s,66 p), mais egale ou
inferieure a cinq fois la hauteur de cette derniere (hi d, 5 h).
5 Surface portante apte au refroidissement suivant - la revendication
3, caracterisee en ce que la paroi (58) situee dans la zone du bord
d'attaque (26) comporte une surface exterieure de forme elliptique
(74) et une surface interieure de forme cylindrique (76) ayant un
rayon ri, la hauteur de la bande d'entravement (66 s,66 p) etant supe-
rieure a ce rayon ri.
6 Surface portante apte au refroidissement suivant la revendication 4,
caracterisee en ce qu'elle comporte un extrados (30) et un intrados
(32), tandis que les bandes d'entravement (66 s,66 p) constituent un
premier groupe de bandes d'entravement (66 s) disposees sur l'extrados
(30), plusieurs bandes d'entravement (66 p) d'un second groupe etant
disposees chacune sur l'intrados (32) en etant espa- cees,
parallelement et dans le sens de l'envergure, d'une bande
d'entravement (66 s) adjacente situee sur l'extrados (30), de telle
sorte que toutes ces bandes d'entravement (66 s,66 p) soient disposees
le long du passage (54) en une succession alternee entre l'intrados
(32) et l'extrados (30).
7 Aube mobile apte au refroidissement du type com- portant une
premiere paroi laterale (30) et une deuxieme paroi laterale (32)
tournee vers celle-ci en un etant espacee pour definir, entre elles,
un passage d'air de refroidissement (54) delimite par une troisieme
paroi (58) situee dans la zone du bord d'attaque (26), ce passage (54)
comportant une extremite d'amont (60), une extremite d'aval (62) et un
axe (Ap) parallele au sens d'ecoulement, caracterisee par le
perfectionnement comprenant: au moins une bande d'entravement (66 s)
ressortant de la premiere paroi laterale (30) et espacee de la deu-
xieme paroi laterale (32), cette bande d'entravement (66 s) s'etendant
le long de la premiere paroi laterale (30) de- puis un premier point
situe a proximite de la troisieme paroi (58) jusqu'a un second point
situe en amont du pre- mier point et davantage eloigne de la troisieme
paroi (58) que celui-ci, de telle sorte que la bande d'entravement (66
s) soit inclinee en direction de l'ecoulement d'air de refroidissement
approchant et forme un angle aigu se situ- ant dans l'intervalle
allant de 150 a 450 par rapporta 16 - l'axe (Ap) du passage (54) et a
la premiere paroi (30).
8 Aube mobile apte au refroidissement suivant la revendication 7,
caracterisee en ce que l'angle aigu est egal a 30.
9 Aube mobile apte au refroidissement pour une ma- chine rotative a
flux axial, cette aube comprenant: un talon (12) permettant de
l'engager sur un assem- blage de rotor et comportant une paroi (20)
s'etendant dans le sens de la corde, un premier conduit (22) concu
pour etre en communication pour un fluide avec une source d'air de
refroidissement via cette paroi de talon, ainsi qu'un deuxieme conduit
(24) s'etendant a travers cette paroi; une surface portante (16)
comportant: un bord d'attaque (26), un bord de fuite (28), un extrados
(30), et un intrados (32) reuni a l'extrados (30) au bord d'attaque
(26) et au bord de fuite (28) en etant espace de cet extrados (30)
pour definir une cavite (34) entre eux, une paroi de tete (36)
s'etendant dans le sens de la corde entre l'extrados (30) et
l'intrados (32), une premiere chicane (38) d'etendant dans le sens de
l'envergure a partir de cette paroi de tete (36) en vue de diviser la
cavite precitee (34) en une partie arriere (40) et une partie avant
(42), cette premiere chicane (38) etant espacee de la paroi (20)
situee dans le talon (12) en vue de definir un premier passage courbe
(44) entre elles, et une seconde chicane (53) s'etendant dans le sens
de l'envergure a partir de la paroi de talon (20) en vue de diviser la
partie avant precitee (42) en un premier passage (54) s'etendant vers
l'exterieur depuis la zone de talon (12) jusqu'a la zone de tete (18)
et en un deuxieme passage (56) s'etendant vers l'interieur depuis la
zone de tete (18) jusqu'a la zone de talon (12), cette seconde chicane
(53) etant espacee de la paroi de tete (36) en de- finissant un second
passage courbe (64) entre elles, caracterisee en ce que le premier
passage (54) comporte plusieurs bandes d'entravement (66 s,66 p) qui
sont inclinees 17 - par rapport a l'ecoulement approchant et qui sont
disposees angulairement par rapport a la paroi (58) situee dans la
zone de bord d'attaque (26) du premier passage (54) afin de provoquer
une turbulence dans la couche limite de l'extra- dos (30) et de
l'intrados (32), ainsi que dans la zone du bord d'attaque (26), tout
en dirigeant l'ecoulement d'air de refroidissement vers la zone du
bord d'attaque (26) dans le but d'accroitre le refroidissement de
cette zone, ainsi que le long de l'intrados et de l'extrados; le
second passage courbe (64) comporte une zone d' angle (70), ainsi que
plusieurs ailettes courbes (68) des- tinees a diriger l'ecoulement
vers le deuxieme passage(56); le deuxieme passage (56) comporte
plusieurs bandes d'entravement (69) perpendiculaires au sens
d'ecoulement; le premier passage courbe (44) s'etend entre le deuxieme
passage (56) et la partie arriere precitee (40) en vue d'etablir une
communication d'ecoulement entre eux; et la partie arriere (40) de
l'aube (10) comporte plusieurs embases (48) s'etendant entre
l'extrados (30) et l'intrados (32), des espaces etant menages entre
ces em- bases (48) afin que l'air de refroidissement puisse etre
decharge de l'aube mobile (10), tandis que ces embases (48) sont
espacees de la premiere chicane (38) afin de definir un passage (50)
pour l'air de refroidissement dans la par- tie arriere (40) de l'aube
(10), ce passage (50) compor- tant plusieurs bandes d'entravement (52)
perpendiculaires a l'ecoulement approchant.
10 Aube mobile apte au refroidissement suivant la' revendication 9,
caracterisee en ce que la premiere chicane (38) comporte, dans la zone
de tete (18), un trou (72) re- liant le second passage courbe (64) a
la partie arriere (40) de l'aube (10) en vue d'acheminer l'air de
refroidisse- ment a travers le premier passage courbe (64) dans le but
d'accroitre l'ecoulement d'air de refroidissement dans la zone de tete
(18) de la premiere chicane (38) a travers la zone d'angle (70), tout
en entrainant les matieres en particules a l'ecart de l'aube mobile
(10).
11 Aube mobile suivant la revendication 8, caracte- 18 - risee en ce
que la section du trou (72) menage dans la premiere chicane (38) est
inferieure a 2 percent de la surface d'ecoulement du premier passage
(54) et egalement infe- rieure a 2 percent de la surface d'ecoulement
du deuxieme pas- sage (56).
12 Aube mobile apte au refroidissement suivant la revendication 9,
caracterisee en ce que le second passage courbe (44) est en
communication pour un fluide avec le deuxieme conduit (24) situe dans
la zone de talon (12), tandis que ce deuxieme conduit (24) est
lui-meme en com- munication pour un fluide avec une source d'air de
refroi- dissement en vue d'introduire une quantite d'air supple-
mentaire dans la partie arriere (40) de l'aube (10).
13 Aube mobile apte au refroidissement suivant la revendication 9,
caracterisee en ce que sa zone de talon (12) comporte une plaque (25)
s'etendant en travers du deuxieme conduit (24) afin de bloquer toute
communication pour un fluide entre ce deuxieme conduit (24) et une
sour- ce d'air de refroidissement.
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