Активные турбины со ступенями скорости

В целях уменьшения выходных потерь и понижения числа оборотов инженер Кёртис в 1900 г. предложил турбину со ступенями скорости.

Схема активной турбины с двумя ступенями скорости показана на рисунке.

Пар от начального давления Р₀ до конечного Р₁ расширяется в соплах 2, а на лопатках как и в одноступенчатой турбине, происходит преобразование кинетической энергии движущейся среды пара в механическую работу на валу 5 турбины. На диске 4 закреплены два ряда рабочих лопаток 3 и 3’, разделенных неподвижными направляющими лопатками 2’, которые крепятся к корпусу турбины 1. В первом ряду рабочих лопаток скорость пара изменяется лишь частично от С₁ до С₂, после первого ряда рабочих лопаток 3 пар поступает на неподвижные лопатки 2’, где изменяется направление его движения.

Вследствие потерь на трение и завихрение при протекании пара между неподвижными лопатками скорость его снижается от значения С₁ до С’₁. Затем пар поступает на второй ряд рабочих лопаток 3’, где скорость его снижается до выходной С’₂. Т.о., преобразование кинетической энергии струи пара в механическую работу на валу происходит в двух рядах лопаток.

Определим оптимальное значение (U/С₁) для двухвенечной турбины со ступенями скорости.

β₁ = β₂, α₂ = α’₁, β’₁ = β’₂

Из совмещенного треугольника скоростей АОВ

С1·cosα₁ = 4·U => (U/ С₁)^опт = cosα₁/4

В общем случае

(U/ С₁)^опт = cosα₁/2z, где z – число ступеней