СТРУКТУРА ТЕЧЕНИЯ ГАЗА В ТУРБИННЫХ СТУПЕНЯХ С ОТРИЦАТЕЛЬНЫМ ГРАДИЕНТОМ СТЕПЕНИ РЕАКТИВНОСТИ

В статье исследовано течение газа в турбинных ступенях c отрицательным градиентом степени реактивности, полученным за счёт применения тангенциального наклона направляющих лопаток. Объекты исследования: две турбинные ступени. Первая: ступень с тангенциальным наклоном направляющих лопаток, линии центров скругления радиусов выходных кромок профилей которых прямолинейны, лежат в плоскости r-u цилиндрической системы координат и отклонены от направления r на среднем радиусе на 23 градуса в сторону вращения ротора. Вторая ступень создана на базе первой ступени. Две ступени отличаются тем, что во второй ступени линии центров скругления радиусов выходных кромок профилей в срединной части направляющих лопаток также прямолинейны и наклонены на 23 градуса на среднем радиусе, но затем у корня и у периферии плавно выведены на направление радиуса r. Построены расчетные модели двух турбинных ступеней с помощью программ, входящих в комплекс ANSYS Workbench: Geometry, Turbogrid. 3D проверочные газодинамические расчеты выполнены с помощью программы ANSYS CFX. На номинальном режиме для двух турбинных ступеней проанализированы: картина течения газа в меридианных обводах проточной части и конфигурация линий тока, выходящих из направляющего аппарата на корневом, среднем и периферийном радиусах. Построены графики суммарных характеристик турбинных ступеней (окружной КПД и степени реактивности у корня и у периферии) на разных режимах при изменении частоты вращения ротора, выполнены траверсирования параметров потока по высоте лопатки на номинальных режимах. Дано заключение о рациональном проектировании турбинных ступеней c отрицательным градиентом степени реактивности.