Схема проточной части

На рис. 2.5 представлена схема проточной части радиальной одноступенчатой машины реактивного действия для сжатия и расширения газа.

Рассматривают следующие основные расчетные сечения: НН – начальное сечение (вход в машину или ступень); 11 – вход на лопатки рабочего колеса, для ТД это и выход из направляющего аппарата; 22 – выход из рабочего колеса, для компрессора это и вход в диффузор; КК – конечное сечение (выход из машины или ступени). Параметры состояния и скорости газа в расчетных сечениях отмечают индексами, соответствующими сечениям.

В компрессорную ступень газ поступает при начальном давлении p_н, которое обычно близко к атмосферному (кроме газовых дожимающих компрессоров, начальное давление которых больше атмосферного), с малой скоростью c_н (при входе на лопатки колеса она несколько увеличивается до c ₁) и под влиянием поля центробежных сил перемещается к периферии колеса. При этом повышается давление газа и увеличивается кинетическая энергия. Затем газ проходит направляющий аппарат, где кинетическая энергия уменьшается, а давление увеличивается, и улитку или выходное устройство, в которых оставшаяся кинетическая энергия частично преобразуется в работу перепада давлений. Сжатый до давления p_к газ выходит из нагнетателя с небольшой скоростью c_к. Давление газа на выходе из колеса p_к>p ₂ >p_н.

В центростремительном ТД сжатый газ при давлении p_н с малой скоростью c_н входит в машину и практически с той же скоростью поступает в направляющий (сопловой) аппарат. Здесь происходит расширение газа до давления p ₁ с соответствующим увеличением скорости до c ₁ близкой или несколько превышающей скорость звука. Энтальпия газа при этом понижается. После направляющего аппарата, пройдя небольшой радиальный зазор, газ входит в криволинейные каналы, образованные лопатками колеса. В колесе продолжается расширение газа от давления p ₁ до давления р 2≈ р_к, сопровождающееся понижением энтальпии газа. При движении по каналам колеса газ воздействует на лопатки, приводя колесо во вращение и передавая свою энергию на вал машины. При этом абсолютная скорость газа уменьшается с с ₁ до с ₂. Поток выходит из машины с давлением р_к и малой скоростью с_к.