А. Входной направляющий аппарат

Воздух, входящий в компрессор со скоростью с₁ движется параллельно оси компрессора. Попадая в каналы, образуе­мые лопатками входного устройства, частицы воздуха изме­ряют направление движения - они отклоняются в сторону вращения рабочего колеса (рис. 6, скорость с₁). Отклоне­ние потока воздуха от осевого направления движения назы­вается “закруткой” потока воздуха.

Предварительная закрутка потока воздуха по направле­нию вращения колеса позволяет увеличить окружную ско­рость колеса и получить в ступени больший напор.

Таким образом, назначение входного устройства состоит в следующем: создать наиболее выгодное направление потока воздуха на входе в рабочее колесо и этим улучшить работу первой ступени.

Лопатки входного устройства иногда делают управляе­мыми - при изменении числа оборотов компрессора спе­циальный автомат поворачивает лопатки и этим изменяя величину закрутки потока воздуха, чтобы сохранить наибо­лее выгодное, безударное направление потока воздуха на входе в колесо.

Рис. 6. Треугольники скоростей воздуха в ступени

Б. Рабочее колесо

Газовая турбина вращает ротор рабочего колеса компpeccopa, а лопатки колеса передают полученную энергию потоку воздуха.

Частицы, воздуха со скоростью с₁ подходят к лопаткам рабочего колеса (см. рис. 6). Рабочая лопатка вращается со скоростью u, равной окружной скорости вращения колеса.

Если бы поток воздуха был неподвижен, а двигались только рабочие лопатки, то скорость движения частиц воздуха относительно лопаток была бы –u.

Но поток воздуха имеет скорость с₁. В результате сложе­ния скоростей с₁ и -u частицы воздуха приобретают отно­сительную скорость w₁ (скорость, с которой поток воздуха движется относительно лопаток).

Скорости с₁, - u, w₁ образуют треугольник скоростей на входе в рабочее колесо ступени. Треугольник скоростей на входе изменяется в зависимости от величины секундного расхода воздуха через компрессор (изменяется скорость с₁) иот скорости вращения колеса компрессора (изменяется скорость и).

Форма лопаток рабочего колеса и их взаимное располо­жение подобраны так, что между лопатками образуются расширяющиеся каналы.

Воздух, двигаясь в расширяющемся канале, уменьшает свою скорость движения, поэтому относительная скорость на выходе из канала w₂ меньше относительной скорости воздуха w₁ на входе в канал.

За счет уменьшения относительной скорости давление воздуха в каналах колеса повышается.

Рабочие лопатки сжимают воздух, поворачивают поток воздуха и увеличивают абсолютную скорость движения воз­духа до величины с₂. Абсолютная скорость воздуха на вы­ходе из рабочего с₂ колеса больше скорости на входе с₁ на 50—70 м/сек за счет энергии, получаемой воздухом от рабо­чих лопаток.

Таким образом, энергия, получаемая рабочим колесом, расходуется на сжатие воздуха, на увеличение его скоро­стной энергии и на преодоление гидравлических потерь в ка­налах между рабочими лопатками.