Расширение потока в косом срезе сопла

Сопла обычно бывают наклонены под углом  к направлению вращения рабочих лопаток. Вследствие этого концевая часть сопла от расчетного выходного сечения 1-1' (рис. 13) до действительного выходного сечения 1-2 представляет собой так называемый косой срез, который поток должен пройти до входа на рабочие лопатки. Косой срез начинает работать, если давление за сопловой решеткой  ниже критического значения . В этом случае весь процесс складывается как бы из двух этапов. На первом этапе происходит расширение в собственно сопловом канале, ограниченном четырьмя стенками (до расчетного выходного сечения 1-1’). Здесь давление падает от величины  до , а остальной перепад  срабатывается в косом срезе.

При этом скорость потока становится сверхзвуковой, а увеличение удельного объема пара (газа) приводит к отклонению потока в косом срезе от осевой линии в сторону открытой части на угол .

Именно эта величина и представляет интерес для дальнейших расчетов. Угол отклонения потока за счет расширения в косом срезе  может быть найден из выражения

 – критическая скорость в сечении 1-1’

 – скорость потока на выходе из косого среза

 – потеря энергии в сопловом канале,

 – критическое давление.

В реальных условиях работы сопловой решетки угол  не должен быть больше . При расширении пара в косом срезе на спинке профиля происходит перерасширение потока.

Реактивность ступеней.

Треугольник скоростей.

Турбинная ступень: показатели эффективности турбинной ступени.

Турбинная ступень: ступень скорости, ступень с парциальным подводом пара, ступень большой верности.

Ступень скорости.

Ступень, в которой расширение пара происходит в основном в сопловой решетке, а использование кинетической энергии пара в двух рядах (венцах) рабочих лопаток, называется двухвенечной (ступенью скорости).

Пар, расширившись в сопловой решетке и пройдя первый ряд рабочих лопаток, выходит навстречу вращения. Поэтому за первым рядом рабочих лопаток устанавливают не вращающийся поворотный лопаточный аппарат, в котором расширение пара почти не происходит, но который поворачивает поток и направляет его на второй ряд рабочих лопаток.

Используют для срабатывания большего теплоперепада.

Срабатываемый теплоперепад: то, следовательно, в ступени скорости срабатывает теплоперепад примерно в 4 раза больший, чем в одновенечной.

Аналогичным способом можно выполнить и трехвенечную ступень. Однако с ростом числа венцов уменьшается КПД ступени. Поэтому даже двухвенечные ступени используют редко, когда преимущества уменьшения числа ступеней и снижения параметров пара за ступенью окупают потерю экономичности.

Ступень с парциальным подводом.

Ступень большой веерности.