Возможность, достоинства и недостатки применения многоступенчатых турбин

Многоступенчатые турбины

Максимальный теплоперепад, который можно эффективно сработать в одной ступени, зависит от окружной скорости лопаток РК. Для достижения необходимо, чтобы рабочий режим турбины соответствовал условию . Необходимо учесть, что величина ограничена условиями прочности и составляет для турбин современных ГТД 350…500 м/с. При этом в проточной части приближаются к единице, а . Применение больших перепадов ведёт к снижению КПД: в проточной части возрастают , что способствует росту .

С целью снижения потерь при повышенном теплоперепаде его срабатывают не в одной, а в нескольких последовательно расположенных друг за другом ступенях. В этом случае он срабатывается постепенно, что позволяет поддерживать оптимальные значения , а также умеренные значения .

Применение многоступенчатой турбины оказывает благоприятное влияние в целом на по следующим причинам:

- небольшой перепад тепла в ступени позволяет уменьшить числа в проточной части, которые желательно иметь меньше 1; снижение скорости обусловливает более длинные лопатки (уравнение расхода), что приводит к снижению концевых потерь;

- выходная скорость из каждой ступени, кроме последней, используется в последующей;

- прирост энтальпии газа, происходящий вследствие внутренних потерь в ступени, частично используется для полезной работы следующих ступеней.

Главные недостатки многоступенчатых турбин:

- сохранение высокой температуры газа в нескольких ступенях из-за «медленного» срабатывания теплоперепада усложняет охлаждение проточной части;

- наличие нескольких ступеней усложняет конструкцию, технологию изготовления и повышает трудоёмкость.

Однако, несмотря на эти недостатки, многоступенчатые турбины получили широкое распространение в ГТД, где на первый план выступают требования получения высокого КПД.

Дата добавления: 2014-01-07