Файл: Кононов, Н. И. Газовые турбины. Теория и расчет учебное пособие.pdf

рабочем колесе, установив его за первым. Для этого между двумя рабочими колесами устанавливается ряд направляющих лопаток, в которых поток газа изменяет направление и по­ дается в каналы рабочих лопаток под необходимым углом.

Конструктивное оформление турбины со ступенями скорости также имеет особенности. Обычно все рабочие лопатки мон­ тируются на ободе одного диска, а сопла и направляющие аппараты устанавливаются в корпусе турбины. Ротор такого типа часто называют многовенечным колесом (рис. а ).

Совокупность направляющих лопаток и следующего за ними рабочего колеса, в котором происходит преобразование кине­ тической энергии в механическую и соответственное пониже­ ние скорости газа, называется ступенью скорости. Первая такая ступень отличается от всех остальных тем, что ее сопловый аппарат относится ко всей турбине, так как в основном в нем происходит преобразование потенциальной энергии в кинетическую. Характер изменения давлений и

абсолютных скоростей потока газа по проточ­ ной части турбины пока­ зан на рис. 4,6 . В соп­ лах газ расширяется до конечного давленияр21= =рл1 и поступает на рабо­ чие лопатки первой сту­ пени. Из первого рабо- . чего колеса газ выходит с большой скоростью и поступает в направляю­ щие лопатки. В преобра­ зовании энергии эти ло­ патки в данном варианте не участвуют. Они толь­ ко обеспечивают подвод газа ко второму рабочему

10

вым аппаратом и рабочими лопатками изменяется по радиусу, вследствие чего изменяется и разность давлений перед рабочиыи лопатками и за ними.

Поэтому к турбинам, работающим по активному принципу, относят турбины, у которых на среднем диаметре газ на ра­ бочие лопатках не расширяется или расширяется незначительно. В других сечениях по высоте рабочих лопаток будет разность давлений.К турбинам,работающим по реактивному принципу,от­ носят турбины,у которых на среднем диаметре будет значи­ тельная разность давлений перед рабочими лопатками и за ними,т.а. газ будет заметно расширяться нарабочих лопатках.

В зависимости от направления движения газового потока турбины подразделяются на осевые и радиальные. Осевыми называются такие турбины (рис. I , 3, 4 ), в которых поток газа движется в основном вдоль оси вращения. Если движе­ ние потока газа происходит в основном в плоскости, перпен­ дикулярной оси вращения, турбины называются радиальными. При движении газа от центра к периферии турбина называет­ ся центробежной (рис. 5), при движении газа от периферии к центру - центростремительной (рис. 6 ). В центростреми­ тельной турбине газ движется от периферии к центру, рас­ ширяясь сначала в сопловом аппарате, а ватем между ради­ альными рабочими лопатками.- Так как из такой турбины газ выходит в осевом направлении,. то иногда ее называют ради­ ально-осевой.

12

- высота входных кромок рабочих лопаток, м; 11Лвысота выходных кромок рабочих лопаток, ы.

Радиальные турбины пока применяются для приводов вспо­ могательных механизмов.

По конструктивному оформлению турбины могут быть одно­ ступенчатыми (рис. I) и многоступенчатыми (рис. 3 ,4 ). Многоступенчатой называется турбина, состоящая из отдель­ ных одноступенчатых турбин, расположенных последовательно одна за другой на одном валу и заключенных в одном корпу­ се.

В дальнейшем будем вести изучение в основном осевых одноступенчатых и многоступенчатых турбин. Они в настоя­ щее время получили наибольшее’ распространение.

13

расширения подробно рассмотрены в курсах термодинамики и газодинамики. Поэтому нике приводятся лишь основные вы­ воды, необходимые для дальнейшего изложения.

Рассмотрим установившееся изоэнтропийное течение газа по кана­ Pi лу при равномерном распределении

скоростей по сечению канала (рис. 7 ). Пусть давление газа

ствует процессу без потерь энергии. Текущие значения па­ раметров потока и газа будем обозначать р , с , ь . Най­ дем связь между приращением давления и приращением скоро­ сти. Для этого воспользуемся уравнениями энергии:

Указанные уравнения отражают факт взаимного превращения

тн

рость распространения звука в данной среде. Поэтому можно написать, что

15