Корпус с неподвижными направляющими лопатками и уплотнениями образует статор турбины. Диск с лопатками образует рабочее колесо. Рисунок 2. Схема одноступенчатой турбины. Совокупность ряда направлявших и рабочих лопаток называется турбинной ступенью. На рисунке 3 вверху изображена схема такой турбинной ступени и внизу дано сечение направляющих и рабочих лопаток цилиндрической поверхности а- а, развернутой затем на плоскость чертежа. Рисунок 3. Схема турбинной ступени. Инструкцию По Эксплуатации Caterpilar на этой странице. Направляющие лопатки 1 образуют в сечении суживающиеся каналы, называемые соплами.
Каналы, образованные рабочими лопатками 2, также обычно имеют суживающуюся форму. Горячий газ при повышенном давлении поступает в сопла турбины, где происходит его расширение и соответствующее увеличение скорости. При этом давление и температура газа падают. Таким образом, в соплах турбины совершается преобразование потенциальной энергии газа в кинетическую энергии. После выхода из сопел газ попадает в межлопаточные каналы рабочих лопаток, где изменяет свое направление.
При обтекании газом рабочих лопаток давление на их вогнутой поверхности оказывается большим, чем на выпуклой, и под влиянием этой разности давлений происходит вращение рабочего колеса (направление вращение на рисунке 3 показано стрелкой u). Таким образом, часть кинетической энергии газа преобразуется на рабочих лопатках в механическую оказаться недопустимей по соображениям прочности рабочих лопаток или диска турбины. В таких случаях турбины выполняются многоступенчатыми. Схема многоступенчатой турбины показана на рисунке 4. Рисунок 4. Схема многоступенчатой турбины: 1- подшипники; 2- концевые уплотнения; 3- входной патрубок; 4- корпус; 5- направляющие лопатки; 6- рабочие лопатки; 7- ротор; 8- выходной патрубок турбины. Турбина состоит из ряда последовательно расположенных отдельных ступеней, в которых происходит постепенное расширение газа.
Падение давления, приходящееся на каждую ступень, а, следовательно, и скорость с. Число ступеней может быть выбрано таким, чтобы при заданной окружной скорости и было получено желаемое отношение . Компрессор. Схема многоступенчатого осевого компрессора изображена на рисунке 5. Рисунок 5. Схема многоступенчатого осевого компрессора: 1- входной патрубок; 2- концевые уплотнения; 3- подшипники; 4- входной направляющий аппарат; 5- рабочие лопатки; 6- направляющие лопатки; 7- корпус 8- спрямляющий аппарат; 9- диффузор; 1. Его основными составными частями являются: ротор 2 с закрепленными на нем рабочими лопатками 5, корпус 7 (цилиндр.), к которому крепятся направляющие лопатки 6 и концевые уплотнения 2, и подшипники 3. Совокупность одного ряда вращающихся рабочих лопаток и одного ряда расположенных за ними неподвижных направляющих лопаток называется ступенью компрессора. Засасываемый компрессором воздух последовательно проходит через следующие элементы компрессора, показанные на рисунке 5: входной патрубок 1, входной направляющий аппарат 4, группу ступеней 5, 6, спрямляющий аппарат 8, диффузор 9 и выходной патрубок 1.
Рассмотрим назначение этих элементов. Входной патрубок предназначен для равномерного подвода воздуха из атмосферы к входному направляющему аппарату, который должен придать необходимое направление потоку перед входом в первую степень. В ступенях воздух сжимается за счет передачи механической энергии потоку воздуха от вращающихся лопаток. Из последней ступени воздух поступает в спрямляющий аппарат, предназначенный для придания потоку осевого направления перед входом в диффузор. В диффузоре продолжается сжатие газа за счет понижения его кинетической энергии. Выходной патрубок предназначен для подачи воздуха от диффузора к перепускному трубопроводу.
Лопатки компрессора 1 (рисунок 6) образуют ряд расширяющихся каналов (диффузоров). При вращении ротора воздух входит в межлопаточные каналы с большой относительной скоростью (скорость движения воздуха, наблюдаемая с движущихся лопаток). При движении воздуха по этим каналам его давление повышается в результате уменьшения относительной скорости.
В расширяющихся каналах, образованных не- подвижными направляющими лопатками 2, происходит дальнейшее повышение давления воздуха, сопровождающееся соответствующим уменьшением его кинетической энергии.