Influence of a rotating nozzle diaphragm on the characteristics of axial low-consumption turbines

Abstract

Экспериментально исследуются различные компоновки турбинных ступеней с целью обеспечения многорежимности у осевых малорасходных турбин. Определено, что под многорежимностью понимается способность турбины поддерживать величину КПД неизменной, или с небольшими изменениями в достаточно широком диапазоне изменения внешних нагрузок. С новой точки зрения обращено внимание на то, что наиболее выраженными свойствами многорежимности обладают турбины в состав которых входит вращающийся сопловой аппарат. В этой связи рассмотрены авторские результаты экспериментальных исследований биротативных турбин с большим углом поворота потока и двух-ступенчатых осевых турбин с частичным облопачиванием рабочего колеса. Выявлено, у исследованных биротативных турбин свойство многорежимности проявляется при степени парциальности, близкой к единице и регулируется путем изменения соотношения частот вращения соплового аппарата и рабочего колеса. А у одновальных турбин с частичным облопачиванием рабочего колеса свойство многорежимности проявляется в широком диапазоне изменения степени расширения в турбине также при полном подводе рабочего тела. Various arrangements of turbine stages are experimentally investigated in order to ensure multiplicity of operating levels for axial low-consumption turbines. It has been determined that multiplicity is understood as the ability of a turbine to maintain the efficiency value unchanged, or with small changes in a fairly wide range of external loads. From a new point of view, attention is drawn to the fact that the most marked properties of operating levels multiplicity are relevant to the turbines which include a rotating nozzle diaphragm. In this regard, the author's results of experimental studies of birotative turbines with a large flow angle and two-stage axial turbines with partial blading of the running wheel are considered. It was revealed that in the investigated birotative turbines the property of multiplicity is manifested at a degree of partiality close to 1 and is regulated by changing the ratio of the rotation frequencies of the nozzle diaphragm and the running wheel. And in single-shaft turbines with partial blading of the running wheel, the multiplicity property is manifested in a wide range of changes in the degree of expansion in the turbine, also with full supply of the working fluid.