6.Турбинные решетки осевых турбин, их геометрические параметры (сопловые, рабочие).

В турбинных ступенях различают сопловые (на­правляющие) и рабочие решетки.

Сопловая (направляющая) решетка — это сово­купность неподвижных (направляющих) лопаток ступени, установленных в статоре турбины.

Рабочая решетка — это совокупность подвиж­ных рабочих лопаток ступени, установленных на роторе турбины. Все лопатки сопловой решетки имеют одинаковый по форме профиль и расположе­ны на одинаковом расстоянии друг от друга. Анало­гично, все рабочие лопатки находятся на одина­ковом расстоянии друг от друга и имеют одинако­вый профиль.

Геометрические характеристики сопловой ре­шетки осевой ступени приведены на рис. 2.25. Здесь представлены меридиональное сечение (по­лученное при пересечении плоскостью, проходя­щей через ось турбины) и развертка цилиндриче­ского сечения по среднему диаметру ступени.

Потери энергии и другие газодинамические ха­рактеристики решеток зависят от геометрической формы канала между соседними лопатками, которая определяется формой профиля лопатки. Поэто­му основной геометрической характеристикой ре­шетки следует считать тип и форму профиля лопат­ки. На рис. 2.25 показана решетка с суживающими­ся каналами и соответствующей формой профиля, применяемая для потоков с дозвуковыми скоростя­ми. Формы профилей для других условий течения будут рассмотрены ниже.

Рассмотрим часто используемые геометрические характеристики сопловых решеток:

*шаг решетки t1 — расстояние между соседними

профилями; измеряется отрезком между сходствен­ными точками соседних профилей;

*горло O1— минимальный размер канала на вы­ходе из решетки; измеряется диаметром вписанной в канал окружности;

*эффективный угол выхода потока α1э= arcsinO1/е1.Этот геометрический параметрв большой степени определяет направление потока за решеткой;

*хорда профиля b1— расстояние между наибо­лее удаленными точками профиля (в цилиндриче­ском сечении);

*ширина решетки В1— расстояние по перпенди­куляру к фронту решетки. Фронтом решетки назы­вается линия, параллельная направлению окружной скорости рабочих лопаток;

*угол установки профиля в решетке α_у— угол между направлением, противоположным направле­нию окружной скорости, и касательной к выходной и входной кромкам профиля. Изменяя угол установ­ки профиля в небольших пределах, при формирова­нии решетки можно получить различные значения эффективного угла выхода а_!э;

*толщина выходной кромки лопатки Δ1кр— диа­метр окружности, вписанной между обводами про­филя вблизи выходной кромки;

*высота (длина) лопатки на выходе из решетки l1— размер канала на выходе из решетки, измеряе­мый по радиусу ступени;

*средний диаметр решетки d1 — диаметр окруж­ности, проходящей через точки, делящие высоту (длину) лопатки пополам;

*степень парциальности e — отношение длины дуги L, занятой соплами, ко всей длине окружности с диаметром, равным среднему диаметру решетки:

e = L/(πd₁)

Определения геометрических характеристик для сопловой решетки справедливы и дня рабочей ре­шетки. Геометрические характеристики рабочей решетки приведены на рис. 2.26 и имеют следую­щие обозначения: t2,O2,β2э=O2/t2,b2,B2,βу, Δ2кр, l2,d2 данные в порядке соответствующих характеристик сопловой решетки. На рис. 2.26 представлена решет­ка из профилей активного типа. Для рабочей решет­ки реактивной ступени профили рабочих лопаток по конфигурации не отличаются от сопловых профилей.

Кроме перечисленных характеристик использует­ся понятие скелетного угла входной кромки профиля в решетке (α_0ск, β1_СК),которым называется угол между касательной к средней линии профиля на вхо­де в решетку и направлением окружной скорости. Средней линией профиля называется линия, точки ко­торой равноудалены от обводов профиля. Для сопло­вых и реактивных рабочих лопаток скелетный угол входной кромки (α_0ск, β1_СК) часто близок к 90°, для активных решеток β1_СК существенно меньше 90°.