Газовые турбины, используемых в газотурбинных установках и газотурбинных двигателях.

Газовые турбины в настоящее время используют в качестве стационарных установок и особенно широко распространены в авиации. Большие экспериментальные работы ведутся сейчас и в области создания газотурбинных двигателей для автомобилей, тракторов и танков.

Основными агрегатными газотурбинных установок ( рис. 2, а) является компрессор, камера сгорания и турбина. Рабочим телом в газовой турбине является газ с температурой 750-900 °С.

Сгорание топлива может происходить или при постоянном объеме, или при постоянном давлении. В настоящее время используются газотурбинные установки со сгоранием горючего при постоянном давлении, как наиболее легко выполнимые конструктивно и надежно работающие. По направлению потока газов турбины делят на осевые и радиальные. Основное отличие радиальной турбины от осевой заключается в расположении лопаток, а отсюда и направление движении движения газов . У осевой турбины лопатки расположены на ободе диска радиально, а газы движутся вдоль оси вращения диска. У радиальной турбины лопатки расположены перпендикулярно диску, а газы движутся от обода к центру диска (центростремительная турбина) или от центра к ободу колеса (центробежная турбина).

Радиальная турбина по сравнению с осевой имеет ряд преимуществ:

- в ней конструктивно легче выполнить рабочие лопатки и осуществить их охлаждение;

- при задачной прочности материала она может работать с более высокими окружными скоростями;

- меньше потери газа в рабочем колесе.

По принципу действия турбины бывают активные и реактивные. Принципиальная схема устройства и работы обоих типов турбин показан на рис. 28.

В активной турбине ( рис. 28, а ) расширение газа, снижение его давления м, как следствие, увеличение скорости газа происходят в неподвижных сплавах. Давление газа на входе и выходе из турбины остается постоянным. В результате движения газов по криволинейной поверхности лопатки с большой скоростью возникает центробежная сила ( Ракт ), которая давит на лопатки колеса с направлением его вращения.

В реактивной турбине (рис. 28,б ) увеличение скорости происходит в сужающемся канале между лопатками. Разное давление по длине лопатки вызывает появление реактивной силы (Рреакт). Одновременно за счет движения газа по искривленной поверхности лопатки возникает центробежная сила (Ракт). Равнодействующая этих сил (Рдвиж) и заставляет колесо турбины вращаться.

Турбины также могут быть одно- и многоступенчатыми. Ступенью турбины считается комплект, состоящий из ряда направляющих сопел и диска с лопатками. В многоступенчатой турбине скорость вращения колес ниже, чем одноступенчатой. Поэтому возможно использование газа с высоким давлением. За счет этого достигается большая экономичность работы. В автомобильных газотурбинных двигателях ввиду сравнительно небольших мощностей применяются одноступенчатые турбины.