Коэффициент нагрузки ступени

.                                     (6.18)

Это коэффициент определяет работу, которую можно получить в ступени при данной окружности скорости. В турбинах авиационных ГТД он равен обычно 1,2…1,8, причем большим его значениям соответствуют меньшие значения КПД ступени.

 

ПОТЕРИ В СТУПЕНИ ТУРБИНЫ И ИХ ЗАВИСИМОСТЬ ОТ РАЗЛИЧНЫХ ФАКТОРОВ

Гидравлические потери, возникающие в лопаточных венцах ступени газовой турбины, как и в ступени осевого компрессора, принято делить на профильные, концевые (торцевые) и вторичные потери, а также на потери, связанные с наличием радиального зазора. При этом, учитывая наличие у лопаток СА и РК турбины толстых задних кромок, при определении профильных потерь выделяются отдельно так называемые кромочные потери, связанные с особенностями обтекания толстых задних кромок.

 

Потери в ступени турбины

В теории турбин принято, помимо коэффициентов потерь в её лопаточных венцах, определяемых в виде отношения гидравлических потерь в них к кинетической энергии газового потока, рассматривать также потери в элементах ступени, отнесенные к располагаемому теплоперепаду .

Запишем уравнение Бернулли для ступени турбины

.

Учитывая, что гидравлические потери в ступени турбины  обычно не превышают 10 … 15 % от L _cт, а величина  обычно составляет не более 10 % от , то величиной  в этом уравнении можно пренебречь. Если, кроме того, разделить  на две составляющих – потери в СА и потери в РК (т.е. положить ) и учесть что, как выше принято, , а , то уравнению Бернулли для ступени турбины можно придать вид

.

Разделив правую и левую части этого уравнения на располагаемый теплоперепад Н, получим с учетом формулы (6.16)

,                              (6.19)

где  и - коэффициенты потерь в СА и РК, а - коэффициент потерь с выходной скоростью.

Аналогично для адиабатного КПД ступени будем иметь

.                        (6.20)

Из формул (6.19) и (6.20) следует, что

,

Определимтакже КПД в параметрах заторможенного потока

.              (6.21)

Влияние параметра u / c ₁ на КПД ступени

Проанализируем влияние параметра u / c ₁ на КПД ступени при следующих допущениях: температура газа перед ступенью , общая степень понижения давления газа в ступени , угол , степень реактивности  и соотношение осевых составляющих скорости газа на выходе из рабочего колеса и на входе в него   остаются неизменными. Изменяется только u / c ₁ за счет изменения u. При этом будем считать, что угол атаки на лопатках РК всё время равен нулю, а кривизна их профилей соответствует углу поворота относительной скорости в решетке РК, т.е. углу  между векторами  и  и, соответственно, изменяется при изменении u / c ₁.