Влияние крайних сопловых каналов на потери в турбине с частичным облопачиванием рабочего колеса
Authors: Крюков А.А. 
Published: December 2024

Судовые турбины, применяемые в настоящее время на флоте, подразделяются на главные и вспомогательные установки. Главные турбины применяются в качестве пропульсивного энергетического комплекса на военных кораблях. Это оправдано их высокой мощностью и небольшими габаритами, а так же экономической спецификой военно-морского флота. Вспомогательные же турбины применяются в качестве газотурбонагнетателя, а также как привод различных судовых машин и механизмов, таких как турбогенераторы, турбонасосы, турбокомпрессоры и другие. Целью современного турбиностроения является снижение потерь в проточной части тубомашин. Применение парциальных турбин имеет ряд преимуществ по сравнению с полноподводными, но имеют дополнительные потери связанные с частичным впуском рабочего тела. Малорасходная центростремительная турбина с частичным облопачиванием рабочего колеса не имеет подобной дополнительной потери. При этом наблюдается влияние степени парциальности на общий коэффициент потерь кинетической энергии в сопловом аппарате. Это обуславливается влиянием крайних каналов в сопловом аппарате на активной дуге. Целью данного исследования является определение потерь кинетической энергии в сопловом аппарате на активной дуге в целом и крайних каналах в частности. Крайний левый сопловой канал, который постоянно работает в режиме открытия, оказывает существенное влияние на общий коэффициент скорости соплового аппарата, и, следовательно, на потери кинетической энергии в соплах. Влияние крайнего правого соплового канала не столь значительна, по сравнению с крайним левым каналом, и значения коэффициента скорости, а следовательно и потерь в соплах примерно сопоставимы со значениями в ядре потока. Значение суммарного результирующего будет определяться путем сложения коэффициентов скорости и потерь в каждом сопловом канале и осреднением по длине активной дуги (окружности активной части соплового аппарата).

Marine turbines currently used in the fleet are divided into main and auxiliary installations. The main turbines are used as a propulsive energy complex on warships. This is justified by their high power and small dimensions, as well as the economic specifics of the navy. Auxiliary turbines are also used as a gas turbine supercharger, as well as a drive for various marine machines and mechanisms, such as turbogenerators, turbopumps, turbochargers and others. The purpose of modern turbine engineering is to reduce losses in the flow part of tubomachines. The use of partial turbines has a number of advantages over full-drive turbines, but I have additional losses associated with partial intake of the working fluid. A low-consumption centripetal turbine with partial blading of the runner does not have such an additional loss. At the same time, the influence of the degree of partiality on the total coefficient of kinetic energy loss in the nozzle diaphragm is observed. This is due to the influence of the extreme channels in the nozzle diaphragm on the active arc. The purpose of this study is to determine the kinetic energy losses in the nozzle diaphragm on the active arc in general and the extreme channels in particular. The leftmost nozzle channel, which is constantly operating in the opening mode, has a significant effect on the overall velocity coefficient of the nozzle diaphragm and, consequently, on the loss of kinetic energy in the nozzles. The influence of the rightmost nozzle channel is not so significant compared to the leftmost channel, and the values of the velocity coefficient, and therefore the losses in the nozzles, are approximately comparable to the values in the core of the flow. The value of the total resultant will be determined by adding the velocity and loss coefficients in each nozzle channel and averaging along the length of the active arc (the circumference of the active part of the nozzle diaphragm).