22.Схема и принцип действия осевой турбины. Потери в ступени турбины.

Ступень осевой турбины состоит из неподвижной решетки СА – статора – и расположенной после нее решетки РК – ротора, – перемещающейся относительно неподвижного СА со скоростью u. За последней ступенью может быть установлен спрямляющий аппарат для обеспечения осевого направления потока на входе в затурбинное устройство.

В турбинных решетках (СА и РК) обычно происходит значительное увеличение скорости потока. В дозвуковой области это сопровождается уменьшением поперечного сечения потока. Поэтому межлопаточный канал СА и РК есть суживающийся канал.

Конфузорность течения обычно характеризуют соотношением площадей струек на входе и на выходе, т. е. степенью конфузорности:

Для турбинных решеток существуют два основных вида потерь – профильные и вторичные, причем профильные можно разделить на потери: от вихреобразований и трения в пограничном слое и при срыве его на вогнутой и выпуклой сторонах профиля; от вихреобразований в закромочном следе профиля; волновые при сверхзвуковых скоростях в межлопаточных каналах. В охлаждаемых турбинных решетках существуют дополнительные потери, связанные с выпуском охлаждающего воздуха в газовый поток. Экспериментальные исследования показали - наибольшее влияние на потери в неохлаждаемых решетках оказывают следующие геометрические и режимные параметры:

=t/b – относительный шаг;

Δβ=180°–(β₁+β₂) – угол поворота потока в решетке;

k_PK=sinβ₁/sinβ₂ – конфузорность плоского течения в решетке;

=c_max/b – относительная толщина профиля;

r₁ и r₂ – радиусы скругленйя входной и выходной кромок лопаток;

M₁ и М_w2 – числа М на выходе из решетки;

число Re; i – угол атаки.

23.Многоступенчатые турбины. Основные параметры.

Турбины АГТД , рассчитанные на большие теплоперепады, выполняют обычно многоступенчатыми, корторые могут быть одно- , двух- или трехвальными. Турбины выполняют с реактивными ступенями давления, т к при этом удается получить более высокие КПД. Проточная часть турбин м.б выполнена: с постоянным внешним, средним или внутренним диаметром.

Ширину проточной части, состоящей из i лопаточных венцов:

где - осевые зазоры между лопаточными венцами, - ширина лопаточных венцов в осевом направлении.

Число ступеней зависит от срабатываемого в ней теплоперепада, от окружающей скорости и от степени нагружения ступени.

Равномерное распределение работы (теплоперепада) по ступеням благоприятно с точки зрения КПД.

В первых ступенях углы 1 имеют небольшие значения (15-20градусов), а в последующих ступенях постепенно увеличивается (до 30-35 град).

В первых ступенях λ на выходе из РЛ обычно невелика (0,25-0,3). В последних ступенях в связи с уменьшением плотности газа возрастает проходное сечение и высота лопатки.

Действительная степень реактивности - отношение действительной работы расширения в рабочем колесе к действительной работе расширения всей ступени. Связана с действительными значениями скоростей, определяющими треугольник скоростей. Она более точно характеризует сущность рабочего процесса в ступени.

Кинематической степени реактивности ступени: .

Она характеризует распределение работ расширения между СА и РК.

Нагруженность элементарной ступени турбины можно оценивать отношением теоретической работы к квадрату окружной скорости. Коэффициентом теоретической работы ступени турбины (аналогичном коэффициенту теоретического напора ступени компрессора) называется величина

где и– относительные значения окружных составляющих абсолютных скоростей в проточной части

Т.о., два параметра L_u и ρ_т определяют сумму и разность относительных значений окружных составляющих абсолютных скоростей и дают возможность определить и сами значения этих величин (и).