Особенности ступеней скорости

Располагаемый теплоперепад, срабатываемый в турбинной ступени, определяется окружной скоростью u и отношением скоростей u / с_ф . Причём, чем меньше это отношение при заданном значении u , тем больше величина располагаемого теплоперепеада. С другой стороны для достижения высокого лопаточного КПД, согласно формуле (87), должно быть найдено оптимальное отношение скоростей (u / с_ф)_опт при ρ = 0 :

 

.

 

Тогда максимальный теплоперепад ступени будет равен:

 

.

При малых высотах рабочих лопаток и максимальной окружной скорости, равной u_макс = 140 – 210 м/с , располагаемый теплоперепад составляет:

 

- 100 кДж /кг.

 

Дальнейшее увеличение располагаемого теплоперепада, срабатываемого в ступени, можно достичь только путём снижения величины u / с_ф , а это, согласно диаграмме на рис. 29, приведёт к увеличению потерь с выходной скоростью, т.е. в данной ступени не будет использоваться кинетическая энергия покидающего ступень рабочего тела.

Чтобы использовать эту кинетическую энергию, можно после первого ряда рабочих лопаток расположить неподвижный поворотный аппарат, а за ним установить вторую рабочую решётку, где кинетическая энергия рабочего тела преобразуется в работу на ободе диска.

Если же за второй рабочей решёткой рабочее тело всё ещё обладает значительной кинетической энергией, то могут быть поставлены вторая поворотная решётка и третья рабочая решётка.

Рис. 38

 

На рис. 38 показана двухвенечная ступень скорости:

а – проточная часть; б – треугольники скоростей и профили лопаток.

Обозначения скоростей и углов между векторами скоростей и направлением окружной скорости первого ряда рабочих решёток сохраняются те же, что и для одновенечной ступени.

Для второго венца, состоящего из поворотной и второй рабочей решёток, скорости потока и углы векторов скоростей обозначаются тка же, как и для первого венца, но снабжаются индексом «прим» ( с’₁ , w’₁ , α’₁ и т.д.).