1. Параметры и размеры ступени и решетки

По аналогии с уравнением (5.3) записывается адиабатная ра­бота ступени

где = р₀*/р₂ — степень понижения давления газа в ступени; по аналогии с уравнением (5.7) — адиабатная работа ступени по па­раметрам торможения

где = р₀*/р^*₂ — степень понижения полного давления в ступени; и подобно уравнению (5.8) — работа, получаемая от газа в сту­пени

КПД ступени также могут быть записаны по аналогии с КПД турбины. Так, подобно уравнению (5.9)

представляет собой адиабатный КПД ступени, учитывающий гид­равлические потери в ступени; по аналогии с уравнением (5.10) записывается КПД ступени по параметрам торможения

а по уравнению (5.11) — мощностной КПД ступени, учитывающий не только гидравлические потери, но и потери с выходной ско­ростью

На рис. 5.3 показаны основные геометрические размеры ступе- I Ни турбины. Как и в осевом компрессоре, в турбине различают диа­метры проточной части — , средний диаметр , относи­тельную высоту лопаток /h, высоту лопаток h и их удлинение h/b. Индексами 1 снабжены размеры на входе в РК, 2 — на вы­ходе из него.

Величина , /h изменяется от 10,0 ... 15,0 в первых ступенях до 3,0 ... 5,0 в последних ступенях турбин.

Удлинение лопаток РК — отношение высоты лопаток к хорде, Находится в пределах 2,0 ... 5,0 в первых ступенях, в последних оно достигает 7,0 ... 8,0. Чем больше удлинение, тем больше изгибные напряжения и склонность к вибрации (лопатки менее жестки).

Решетка профилей лопаток РК показана на рис. 5.5. Она иден­тична решетке профилей осевого компрессора, но отличается от нее значительной кривизной профилей и большими углами отклонения потока.

Так же как решетка профилей осевого компрессора, решетка профилей турбины характеризуется шагом t, относительным шагом , хордой профиля b и густотой b/t, углом установки профиля v,. углами на входе и на выходе , углом кривизны про­филя , его относительной тол­щиной . Направление векторов скорости потока характеризуется углами , углом атаки i и углом отстава­ния потока . Кроме этого, в турбинных решетках отмечают параметр d (толщину задней кромки). Горло профиля обоз­начается а, а его относительное значение — a/t. Значения ряда параметров турбины приведены в приложении 7.

Расход газа через турбину определяется по следующей формуле:

где —полное давление газа в минимальном сечении межлопа­точных каналов СА, Па; — температура заторможенного по­тока газа в том же сечении, К; — площадь минимального се­чения первого СА, м²; — приведенная скорость газа (отноше­ние скорости газа к критической скорости) в минимальном сечении СА; q ( ) — функция приведенной скорости

При R=287 Дж/(кг*К) и

Поскольку рассматривается, неохлаждаемая турбина, то для нее = Т*.

Введем коэффициент сохранения полного давления , учитывающий потери полного давления между сечением на входе в турбину и минимальным сечением СА (значение оса мало отли­чается от единицы). Тогда, используя уравнение (5.18), можно записать

Величину называют параметром расхода газа че­рез турбину.

Как видно из формулы (5.19), параметр расхода определяется характером изменения величины q( ), которая, в свою очередь, зависит от отношения давления . При увеличении растет значение q( ),), а значит, и значение параметра расхода. При достижении q( )= 1,0 скорость в минимальном сечении СА становится звуковой и дальнейшее изменение не может вызвать изменения q( ), скорости газа, а значит, и параметра расхода, который остается неизменным (максимальным).