Величина разности проекций абсолютных скоростей определяется углом поворота потока в решетке ЛВ и может быть легко показана на плане скоростей. На рисунке 2.36, а приведен план скоростей компрессора, а на рисунке 2.36,б – турбины. В компрессоре процесс в межлопаточном канале диффузорный. Он, как известно, характеризуется неустойчивостью и склонностью к отрыву пограничного слоя. По этой причине угол поворота потока в компрессорной решетке стремятся ограничить величиной 30°. Большие значения угла поворота хотя и могут применяться, но не желательны из-за большой вероятности отрыва потока и как следствие повышенных потерь. Это обстоятельство накладывает ограничение на величину , что хорошо видно из плана скоростей (рисунок 2.36).
Анализируя план скоростей компрессора легко найти пути увеличения величины : Для этого необходимо увеличить угол входа потока в РК в абсолютном движении и уменьшить угол выхода потока из РК в абсолютном движении .
Рисунок 2.36 – Планы скоростей рабочего колеса компрессора (а) и турбины (б)
Также из плана скоростей видно, работа может быть увеличена, если проекция будет иметь отрицательный знак (обратная закрутка).
В турбинной решетке угол поворота потока значительно больше. Его величина может достигать значения 120...130°. По этой причине значение существенно больше, чем в компрессоре. Это говорит о том, что при равных окружных скоростях работа ступени турбины существенно больше работы ступени компрессора. Поэтому в одновальном газогенераторе, в котором расходы рабочего тела через турбину и компрессор примерно одинаковы, а диаметральные размеры близки, число ступеней компрессора больше числа ступеней турбины (рисунок 2.37).
Для увеличения и, следовательно работы ступени турбины, необходимо увеличить за счет уменьшения угла входа в РК в абсолютном движении . Величина угла на выходе из РК в относительном движении должна стремиться к меньшим значениям. При этом вектор будет направлен в сторону противоположную направлению .
Рисунок 2.37 – Схема одновального турбокомпрессора