Схема и принцип действия осевой турбины. Потери в ступени турбины.

Рис. 8.1. Схема расчетных сечений элементарной ступени осевой турбины и кривые изменения основных параметров газа по тракту (СпрА – спрямляющий аппарат   Рис. 8.2. Упрощенные треугольники (план) скоростей ступени турбины

Как показано на рис. 8.1 (см. рис. 2.4), элементарная ступень осевой турбины состоит из неподвижной решетки СА – статора – и расположенной после нее решетки РК – ротора, – перемещающейся относительно неподвижного СА со скоростью u. За последней ступенью может быть установлен спрямляющий аппарат для обеспечения осевого направления потока на входе в затурбинное устройство (переходной канал между турбинами, диффузор форсажной камеры, реактивное сопло).

В турбинных решетках (СА и РК) обычно происходит значительное увеличение скорости потока. В дозвуковой области это сопровождается уменьшением поперечного сечения потока. Поэтому межлопаточный канал СА и РК (кроме рассматриваемых ниже активных турбин) есть суживающийся канал.

Конфузорность течения обычно характеризуют соотношением площадей струек на входе и на выходе, т. е. степенью конфузорности: и соответственно .Переход через скорость звука в суживающейся решетке происходит в ее выходной части (рис. 8.3), называемой косым срезом решетки, хотя в высоконагруженных решетках местные сверхзвуковые зоны могут существовать и до косого среза на спинке решетки.

различных видов потерь в ПЧ авиационных турбин позволили получить надежные обобщенные данные. Для турбинных решеток существуют два основных вида потерь – профильные и вторичные, причем профильные, в свою очередь, можно разделить на потери: от вихреобразований и трения в пограничном слое и при срыве его на вогнутой и выпуклой сторонах профиля; от вихреобразований в закромочном следе профиля; волновые при сверхзвуковых скоростях в межлопаточных каналах. В охлаждаемых турбинных решетках существуют дополнительные потери, связанные с выпуском охлаждающего воздуха в газовый поток. Экспериментальные исследования показали - наибольшее влияние на потери в неохлаждаемых решетках оказывают следующие геометрические и режимные параметры: = t / b – относительный шаг; =180°–(₁+₂) – угол поворота потока в решетке; k _PK=sin₁/sin₂ – конфузорность плоского течения в решетке; = c _max/ b – относительная толщина профиля; r ₁ и r ₂ – радиусы скругленйя входной и выходной кромок лопаток;  – угол отгиба профиля; M₁ и М _{w 2} (₁ и ₂) – числа М (приведенные скорости ) на выходе из решетки; Re= w ₂ l ₂/М – число Re; i – угол атаки.