69. Многоступенчатые турбины, турбины со ступенями скорости и ступенями давления.

Многоступенчатые турбины можно классифицировать по характеру рабочего процесса. Наиболее существенным факто­ром, характеризующим рабочий про­цесс, является изменение статического давления в проточной части турбины.

На рис. 5.3 показано изменение p_i, c_i, w_i в проточной части турбин различ­ных типов.

В турбинах с реактив­ными ступенями давления:

• стати­ческое давление уменьшается как в СА, так и в РК каждой ступени.

• относительная скорость w_i в вен­цах РК возрастает.

В активных турбинах со ступенями ско­рости:

• весь перепад срабатывается в первом СА, поэтому в нем происходит значи­тельное уменьшение статического давления р_i,

• значительное увеличение абсолютной скорости в первом СА, которая уменьшается в рабо­чих колесах последующих ступеней.

Турбины ГТД выполняются, как правило, с реактивными ступенями давления, так как эти ступени обладают наиболее высокой экономичностью.

Активные турбины со ступенями скорости применяются в тех случаях, когда для получения заданной мощности требуется сработать большой теплоперепад при относительно малой ок­ружной скорости, т.е. при малых у_т . Ступени скорости целесо­образно применять также при малых расходах газа, когда высо­ты лопаток невелики. В этом случае в ступенях скорости отсут­ствие утечек в радиальном зазоре позволяет получить более высокий эффективный η_τ, чем в ступенях давления.

69. Параметры нагруженности y, y* для многоступенчатых турбин, параметры напряжений т и Fn2.

Среднее для турбины в целом значение параметра нагрузки обозначается через Y (или Y*), величина которого опреде­ляется выражением

(5.12)

где u_i - окружная скорость на среднем диаметре каждой из сту­пеней; c*_sт определяется величиной π_τ.

Чаще используется параметр Y* :

(5.13)

Если предположить, что u_i = idem (idem (лат.) – тот же), то выражение (5.13) приводится к виду

(5.14)

откуда легко найти z_τ (количество ступеней):

(5.15)

Y* иногда называют коэффициентом Парсонса, численное значе­ние его зависит от типа двигателя. Например, для ТВД и ТРДД Y* = 0,55...0,60, для ТРД - 0,52...0,54.

𝜀_т, Fn²:

Затем оценивают допустимую частоту вра­щения ротора турбины по известному соотношению:

где Ф - коэффициент формы пера лопатки, который для профи­лей турбины равен 0,5... 0,55; σ_ρ - уровень действующих напря­жений в пере лопатки, который зависит от материала лопатки и ресурса работы двигателя τ.