В турбинных решетках угол выхода потока a1 (или b2) определяется в основном соответствующими конструктивными углами a1 л (или b2 л).
Угол наклона выходных кромок лопаток СА и РК значительно меньше 90°, что обусловливает наличие косого среза АВС (рисунок 4.26) на выходе из турбинных решеток. Последний оказывает существенное влияние на характер течения газа за горлом межлопаточного канала и, в частности, на величину угла a1, от которого зависит удельная работа Lu и КПД ступени h*ст.
Рисунок 4.26 - Схема течения газа в косом срезе сужающейся сопловой решетки
Для определения характера изменения угла выхода потока a1 в зависимости от перепада давления рассмотрим течение газа на участке АВС, а также ACDF. Участок ACDF образован двумя линиями тока CD и AF, отстоящими друг от друга на расстоянии шага решетки t. Пусть в самом узком сечении канала (горла) поток имеет параметры pг, Tг, а площадь его - fг=aг×dr. С нормалью n скорость cг составляет некоторый угол c (см. рисунок 4.27), который близок к нулю.
В сечении DF, располагающемся на входе в последующую решетку, поток имеет скорость c1, составляющую с фронтом решетки искомый угол a1. Найдем этот угол, воспользовавшись уравнением неразрывности для случая двухмерной модели элементарного ЛВ СА:
| 4.85 |
откуда легко найти a1:
| 4.86 |
В современных турбинных решетках c близок к нулю. Поэтому
| 4.87 |
Из этого соотношения видно, что направление потока газа за решеткой зависит от основного геометрического соотношения косого среза aг/t и отношения плотностей тока , характеризующего режим течения газа. Величину называют эффективным углом сопловой решетки a1 эф. Угол a1эф приблизительно равен лопаточному углу a1л. Очевидно, что с ростом a1 эф (a1 л) значение a1 также увеличивается: