ДВУХСТУПЕНЧАТАЯ ТУРБИНА

Для получения хорошей экономичности турбореактивные двигателей приходится применять компрессоры, имеющие высокие степени сжатия.

Давление воздуха, создаваемое таким компрессором, на Земле составляет 7 - 8 кг/см². Преобразовать это давление в механическую работу в одноступенчатой турбине очень трудно, так как эта турбина может использовать давление только 5 - 6 кг/см² с допустимыми потерями.

Для возможности использования всего давления, создаваемого современными осевыми компрессорами, применяются двухступенчатые газовые турбины. Двухступенчатая турбина имеет последовательно чередующиеся два сопловых аппарата и два ряда рабочих лопаток.

Двухступенчатая турбина имеет следующие преимущества перед одноступенчатой:

- позволяет преобразовывать в механическую работу более высокие перепады давлений; в каждой ступени исполь­зуется меньший перепад давления и температур; следовательно, скорости течения газов будут меньшие, благодаря этому потери в турбине уменьшаются и коэффициент полез­ного действия двухступенчатой турбины будет более высоким;

- небольшие перепады давлений в ступенях позволяют применить сужающиеся каналы сопловых аппаратов, кото­рые вполне удовлетворительно работают на всех режимах (числах оборотов) двигателя.

К недостаткам двухступенчатых турбин относятся:

- конструктивная сложность и большой вес;

- первая ступень работает при более высоких темпера­турах, нежели последующие, поэтому требуется надежное охлаждение ее, что увеличивает потери тепла;

- большая сложность в производстве.

На рис. 36 показана схема двухступенчатой осевой реак­тивной газовой турбины и графики изменения давления, тем­пературы и скорости газов в ее элементах.

Поток газа, пройдя через сопловой аппарат первой сту­пени, за счет понижения давления и температуры разго­няется - увеличивается его абсолютная скорость движения.

На рабочих лопатках первой ступени вследствие умень­шения абсолютной скорости движения газа, падения его дав­ления и температуры возникает окружное усилие, вращающее колесо.

В сопловом аппарате второй ступени продолжается падение давления и температуры и происходит вторичный разгон потока газа. Полученная скорость используется в рабочих лопатках второй ступени, где за счет ее уменьшения и дальнейшего падения давления и температуры тоже возникает окружное усилие.

В двухступенчатой реактивной турбине падение давления и температуры газа, приходящееся на каждую ступень, значительно меньше, чем в одноступенчатой турбине. Поэтому потери энергии в ней имеют сравнительно небольшую величиy.