34. Турбина с длинными лопатками. Закрутка лопаток. Закон закрутки с постоянством циркуляции (вывод формулы).

В ступенях с d/l = более 10—13 называют ступенями с относительно короткими лопатками и при их расчете и профилировании и изменением параметров по высоте лопатки пренебрегают. Ступени с < 10 относят к ступеням с длинными лопатками (ступени большой верности). В этих ступенях параметры вдоль радиуса (по высоте лопатки) изменяются значительно, что приводит к необходимости учитывать эти изменения при профилировании лопаток. В ступенях с длинными лопатками профили сопловой и рабочей решеток вдоль радиуса изменяются вследствие изменения углов потока на входе в решетк и и выходе из них, т.е. лопатки приходится «закручивать», чтобы обеспечить высокий КПД ступени.

Изменение угла выхода потока из сопловой решетки по высоте лопатки определяется соотношением

Таким образом, угол потока , увеличивается по высоте лопаток. Чтобы обеспечить такое изменение угла выхода потока, сопловую лопатку необходимо изготовлять с изменяющимся по высоте профилем, т.е. ее приходится «закручивать».

Для профилирования рабочей лопатки необходимо знать закон изменения угла входа потока в относительном движении по высоте лопатки. В рассматриваемом методе постоянной циркуляции угол можно определить по следующей формуле:

увеличивается. Для малых =d/l₂ у корневых сечений а у периферийныхТ.о. рабочая лопатка должна иметь в этих случаях сущ. закрутку.

1. В цилиндрической ступени (с постоянным профилем по высоте сопловых и рабочих лопаток для < 10 ... 13) повышаются потери энергии в ступени по мере уменьшения значения (рис. 3.36); это увеличение связано с дополнительными потерн-ми от всерности. Потери от веерности возникают из-за неоптимальных углов входа потока в корневых и периферийных сечениях; из-за меридионального перераспределения расходов в сечениях рабочей решетки по сравнению с соответствующими сечениями сопловой решетки и, следовательно, увеличения потерь с выходной скоростью из-за большой неравномерности эпюры скоростей с₂ = f(r) из-за неоптимальных относительных шагов профилей в корневых и периферийных сечениях решеток и т.п.

2. Ступень с незакрученными сопловыми лопатками и профилированными по высоте рабочими лопатками при > 4... 6 существенно не снижает экономичности но сравнению со ступенью, выполненной по методу c_1ur = const или по методу постоянного удельного расхода

3. Ступень, спроектированная по методу постоянного расхода, обладает малыми потерями энергии для всего практического диапазона ступеней большой веерности 10 >> 2,5. Это наиболее распространенный метод закрутки ступеней с длинными лопатками.

4. С целью повышения изгибной прочности корневых сечений рабочей лопатки прикорневой угол а последних ступеней с предельной длиной рабочей лопатки целесообразно уменьшить. Как показывает анализ изменения параметров в зазоре между сопловой и рабочей решетками ступеней, спрофилированных по различным методам закрутки (c_1ur = const, =const, , изменение степени реактивности по высоте лопаток слабо зависит от закона закрутки.

Для разных методов закрутки степень реактивности по высоте лопаток можно определять по следующей формуле, полученной для метода= const:

БИЛЕТ 5