Основные геометрические параметры ступени турбины в меридиональной плоскости обозначены на рисунок 1.66 и приведены в таблице 1.8.
В проектировочной практике важное значение имеют также и относительные геометрические параметры. В частности, одним из важнейших параметров является относительный диаметр втулки`dт i = Dвт i /Dк i, по которому определяют потери энергии в решетке и одновременно - прочность турбинных лопаток. В ступенях современных ГТД`dт i может изменяться от 0,5 до 0,95. В газодинамических расчетах ступени осевой турбины широко применяется другой параметр, характеризующий относительную длину лопаток:
В первых ступенях обычно принимает значения 6...15, а в последних - 3...8. Величину легко связывается с уровнем уровень механических напряжений, возникающих в пере лопаток ОТ.
Другим важным относительным геометрическим параметром меридионального сечения осевой турбины является удлинение турбинных лопаток:
Она во многом определяет уровень потерь энергии в решетке и вибрационные характеристики лопаток. В первых ступенях турбин значение` находится в пределах 1,5...2,5, а в последних оно составляет интервал 5...6. Применение широких лопаток на первых ступенях ( < 2,5) обусловлено необходимостью их охлаждения, а относительно узкие лопатки на последних ступенях ( < 5) обеспечивают снижение массы турбины [1].
Основные элементы, геометрические и кинематические параметры рабочей решетки профилей осевой турбины обозначены на рисунке 1.67 и приведены в таблице 1.9.
Основные элементы и геометрические параметры профиля лопатки турбины приведены на рисунке 1.68, их названия даны в таблице 1.9.
Рисунок 1.66 - Основные геометрические параметры ступени осевой турбины
Рисунок 1.67 - Основные геометрические и кинематические параметры рабочей решётки профилей
Таблица 1.8 - Основные геометрические параметры ступени турбины в меридиональной плоскости
| Наименование геометрического параметра | Обозначение |
| Диаметры на входе в СА: - периферийный - средний - втулочный | D0 к D0 ср D0 вт |
| Диаметры на входе в РК: - периферийный - средний - втулочный | D1 к D1 ср D1 вт |
| Диаметры на выходе из РК: - периферийный - средний - втулочный | D2 к D2 ср D2 вт |
| Высоты лопаток: - на входе в СА - на входе в РК - на выходе из РК | h0 h1 h2 |
| Ширина лопаточного венца СА | SСА |
| Ширина лопаточного венца РК | SРК |
| Величина осевого зазора | dо1 |
| Величина радиального зазора | dr |
Рисунок 1.68 - Основные элементы и геометрические параметры профиля лопатки
Таблица 1.9 - Основные элементы, геометрические и кинематические параметры решетки профилей
| Наименование элемента или параметра | Обозначение |
| Входной фронт решетки | Входной фронт |
| Выходной фронт | Выходной фронт |
| Лопаточный угол на входе в РК | b1л |
| Лопаточный угол на выходе в РК | b2л |
| Шаг решетки | t |
| Ширина лопаточного венца РК | SРК |
| Хорда | b |
| Угол установки профиля в решетке | gУСТ |
| Горло межлопаточного канала – минимальная ширина межлопаточного канала | аг |
| Косой срез межлопаточного канала – область между горлом и выходным фронтом | Косой срез |
| Угол потока на входе в РК в относительном движении | b1 |
| Угол атаки | i = b1л - b1 |
| Угол потока на выходе из РК в относительном движении | b2 |
| Эффективный угол рабочей решетки | b2эф = arcsin( aг / t ) |
| Угол отклонения потока в косом срезе рабочей решетки | d b2 = b2 - b2эф |
| Кинематическая степень конфузорности рабочей решетки | = sin b1 / sin b2 |
| Геометрическая степень конфузорности рабочей решетки | = sin b1Л / sin b2Л |
Таблица 1.10 - Основные элементы и геометрические параметры профиля лопатки
| Наименование элемента или геометрического параметра профиля | Обозначение |
| Вогнутая часть контура профиля | Корытце |
| Выпуклая часть контура профиля | Спинка |
| Радиус входной кромки профиля | rвх |
| Радиус выходной кромки профиля | rвых |
| Максимальная толщина профиля | Сm |
| Координата расположения максимальной толщины профиля | Xc |
| Максимальный прогиб средней линии | f |
| Координата расположения максимального прогиба средней линии | Xf |
| Угол изгиба средней линии профиля – угол между касательными в средней линии на входе и выходе | q |
| Хорда профиля лопатки | b |
| Относительная координата расположения максимальной толщины профиля | `Xc = Xc / b |
| Относительная координата расположения максимального прогиба средней линии | `Xf = Xf / b |