+Лекция 3_for stud

1. Турбинные решетки. Устройство и принцип действия осевой турбинной ступени. Треугольники скоростей. Процесс в осевой турбинной

ступени в h-s диаграмме.
Лекция 3
16.03.2026

2.

Основные уравнения и формулы,
используемые для расчета движения водяного пара в проточной части турбинных ступеней
х=ср/сv
Уравнение состояния (1) для изоэнтропийного течения газа:
для перегретого пара хпп=1,3, а для сухого насыщенного пара – хнас=1,135.
Уравнение неразрывности (2) одномерного движения при отсутствии массообмена с внешней средой (dG/G=0)
выражается формулами массового G, кг/с и объемного Q, м3/с расходов:
для каналов турбинных решеток используется выражение
Gvt= сtF, где =G/Gt - коэффициент расхода
Уравнение сохранения энергии (3) для совершенного (идеального) газа при введении параметров торможения и
энтальпии представляется в различных формах:
С использованием скорости звука а (скорости распространения слабых возмущений в упругой среде) и критической
скорости а (скорости потока, равной местной скорости звука) запись уравнения сохранения энергии следующая (4):
a2
x 1 a*2
0,5c
x 1 x 1 2
2
где
Значение газовой постоянной
для перегретого пара по
R=464 кДж/(кг К)
модели совершенного газа
и
Формула массового расхода (5)
2

3.

ТУРБИННЫЕ РЕШЕТКИ
Рис. Кольцевая турбинная решетка
(изображен только сектор решетки)
Рис. Развертки профилей турбинных решеток:
а — решетка с каналами сильно уменьшающегося сечения;
б — решетка с каналами слабо уменьшающегося сечения;
в — решетка с каналами типа сопл Лаваля
3

4.

Рис. Кольцевая турбинная решетка
(изображен только сектор решетки)
4

5.

Рис. Развертки профилей турбинных решеток:
а — решетка с каналами сильно уменьшающегося сечения;
б — решетка с каналами слабо уменьшающегося сечения;
в — решетка с каналами типа сопл Лаваля
5

6.

Конструкция турбинной ступени осевого типа и процессы преобразования энергии в ней
Ru = G(C1сosα1 + C2сosα2) = G(W1сosβ1 + W2сosβ2)
Рис. Конструкция турбинной ступени (а) и ее упрощенное представление (б)
1 – диафрагма; 2 – сопловая решетка; 3 – обойма; 4 – рабочая решетка; 5 – диск;
6 – фрагмент ротора; 7 – диафрагменное уплотнение; 8 – надбандажное уплотнение
Рис. Проточная часть каналов решеток турбинных ступеней 6

7.

7

8.

Рис. Треугольники скоростей для турбинной ступени осевого типа:
входной треугольник: С1 – абсолютная скорость водяного пара на выходе из сопловой решетки;
W1 – относительная скорость входа потока в рабочую решетку;
U – окружная составляющая скорости (U= dn);
выходной треугольник: С2 – абсолютная скорость водяного пара на выходе из рабочей решетки;
W2 – относительная скорость выхода потока из рабочей решетки
8

9.

H ос h 0 h1t
h2=h2t+ Hр
0,5с02+h0=0,5c1t2+h1t
h0-h2t=Н0
c1t 2(h0 h1t ) c0 2H oc . (6)
2
H c
c c
c
1t 2 1 1 2 . (7)
c1t
H oc
2
H 0 H 0 0,5c0
2
0,98 0,008b1 / l1,
H c 0,5(1 )c1t .
2
2
2
(15)
E0 H 0 c H 0 p H 0 (16)
(8)
Нвс=0,5с22
(9)
E0 H 0 вс H вс H 0 (17)
H ор h1 h2t
h1+0,5w12=h2+0,5w22
w2t 2(h1 h2t ) w1 2 H ор w1 (10)
.
2
H p
2
w w
p
2t 2 2 1 2
w2t
H op
2
2
H op H 0 p 0,5w1
2
(11)
(12)
H p (1 )( H op 0,5w ) 0,5(w2t w2 ) (13)
2
=0,96-0,014b2/l2 (14)
2
1
2
2
Lu E0 H c H p (1 вс ) H вс (18)
Рис. Процессы расширения водяного пара в сопловой решетке (а), рабочей решетке (б), для турбинной ступени (в)
и фрагмент процесса за ступенью с учетом степени использования энергии с выходной скоростью (г)

10.

H ос h 0 h1t
0,5с02+h0=0,5c1t2+h1t
c1t 2(h0 h1t ) c0 2H oc .
2
H c
c1t c1
2
c
1
.
2
c1t
H oc
2
2
0,98 0,008b1 / l1,
H c 0,5(1 2 )c1t .
2
10

11.

H ор h1 h2t
h1+0,5w12=h2+0,5w22
w2t 2(h1 h2t ) w1 2 H ор w1 .
2
H p
2
w w
p
2t 2 2 1 2
w2t
H op
2
2
H op H 0 p 0,5w1
2
H p (1 2 )( H op 0,5w1 ) 0,5(w2t w2 )
2
2
2
=0,96-0,014b2/l2
h2=h2t+ Hр
11

12.

h0-h2t=Н0
H 0 H 0 0,5c0
2
E0 H 0 c H 0 p H 0
12

13.

Нвс=0,5с22
E0 H 0 вс H вс H 0
Lu E0 H c H p (1 вс ) H вс
13

14.

H0 p
H 0c H 0 p
H0 p
H0
(19)
Ступень с =0 называют чисто активной
Турбинные ступени с =0,4-0,6 называют реактивными.
14