Различные типы ступеней

Рассмотрим различные законы закрутки (типы ступеней) с точки зрения экономичности и затрат на изготовление ступени.

1. Ступень с лопатками постоянного по радиусу профиля. Эта ступень будет менее экономична, чем ступень с лопатками переменного профиля, что объясняется следующими причинами:

;

б)            несоответствием распределения расходов по высоте со пловой и рабочей решеток и вызванным этим изменением наклона и искривления меридиональных линий тока. В свою очередь при этом произойдет дополнительное перераспределе ние расходов, поток будет стремиться к периферии;

в)             существенной неравномерностью по высоте скорости с2, что приводит к увеличению потерь с выходной скоростью

  не

учитывал искривления меридиональных линий тока, скорость

с2 увеличивается от корня к периферии в 2,3 раза, что означает дополнительное повышение потерь с выходной скоростью на 40%;

. За счет этого потери энергии при обтекании периферийной и корневой зон решеток возрастают;

д)             несоответствием отдельных сечений решеток числам М, с которыми они обтекаются. Если теплопёрепад в ступени настолько большой, что в отдельных сечениях решеток (обычно корневая зона сопловой и периферийная зона рабочей решетки) скорости трансзвуковые или превышают критические, то следу ет решетки профилировать соответственно скоростям Мг и М2. Обтекание же решеток данного типа при неоптимальных скоростях ведет к росту потерь энергии.

Все эти дополнительные потери, называемые потерями от веерности, показывают, насколько КПД ступени с лопатками постоянного профиля будет ниже, чем при оптимальном профилировании решеток и ступени. Эти дополнительные потери можно оценить по формуле

  причем большие значения коэффициента

соответствуют меньшим р и г.

при которых технико-экономически целесообразна закрутка лопаток.

, а при

2. Ступень с рабочими лопатками переменного и сопловыми лопатками постоянного профиля. В такой ступени ухудшение

экономичности по сравнению с максимально возможным КПД будет вследствие:

;

  [см. с. 224—225).

4.             Ступени, спроектированные с уменьшенным градиентом реактивности.

Уменьшение по радиусу градиента реактивности по сравнению с гипотезой цилиндрических поверхностей тока, т. е. с расчетом по (3.70), достигается различными путями: уменьшением к периферии угла а1э, специальным профилированием меридиональных обводов ступени, отклонением сопловых лопаток от радиального направления.

  к периферии

  увеличиваются потери

, наклона меридионального обвода и других

характеристик ступени. Следует также учитывать, что при увеличении угла а1к ослабляется корневое сечение рабочей лопатки (уменьшается жесткость), что требует большей хорды профиля.

  и на

периферии в целях сокращения расхода пара через эту зону, имеющую пониженную эффективность.

. Для этогЬ моЯспо воспользоваться уравнением расхода

  переменными по

. Для этого часто принимают равенство расходов в соответствующих струйках, т. е.