Достоинства и недостатки осевых и радиальных турбин

Преимущества осевых турбин по сравнению с радиальными:

· более высокий к.п.д. при повышенных расходах газа и диаметрах рабочего колеса (d > 150 мм);

· меньшие окружные скорости при равных оборотах вала вследствие применения рабочего колеса меньших размеров для достижения одинаковой мощности;

· лучшая вибрационная прочность рабочих лопаток, что особенно важно при использовании потока газов с переменным давлением перед сопловым аппаратом;

· легкость ротора и простота конструкции корпуса турбины.

Недостатки осевых турбин:

· меньший к.п.д. при малых размерах рабочего колеса (d_K < 150 мм). Чем меньше объемный расход газа, тем меньше высота лопаток осевой, турбины, больше потери и меньше к.п.д. При увеличении расхода газа и размеров турбины уменьшаются относительные потери, поэтому к.п.д. осевой турбины становится больше, чем к.п.д. радиальной турбины;

· сложность конструктивного выполнения системы регулирования соплового аппарата.

Преимущества радиальных центростремительных турбин (по сравнению с осевыми):

· больший к.п.д. турбины при относительно малых расходах газа (Q_Г<2 м³/сек) и размерах рабочего колеса (d < 150 mm);

· простота конструкции и надежность рабочего колеса, выполняемого в виде единой отливки;

· возможность выполнения регулируемого соплового аппарата по сравнительно простой конструктивной схеме;

· возможность получения равных мощностей при меньшем числе оборотов.

Недостатки радиальных центростремительных турбин:

· повышенные размеры рабочего колеса, что приводит к росту окружной скорости при равном числе оборотов и к снижению надежности и срока службы подшипников;

· сравнительно низкий к.п.д. при больших расходах газа и мощности турбины.

Осевые турбины применяют в тех случаях, когда надо обеспечить значительные расходы газа и мощность при большом сроке службы. Радиальные центростремительные турбины целесообразно использовать для малых расходов газа и мощностей. Отечественный типоразмерный ряд турбокомпрессоров (ГОСТ 9658-66) предусматривает применение осевых турбин, начиная с диаметра d = 18 см и до d = 64 см (ТК) и радиальных центростремительных турбин от d = 7 см до d = 23 см (ТКР).