190 2

4. TURBINY PAROWE

4. TURBINY PAROWE

(4.10a) (4.1 la) (4.12a)

l_{t r} = u(2c\ cos a, — u)

= cos aj

^ opt.r

/    = tr

Zakładając jednakową prędkość obwodową u dla obu rodzajów stopni turbiny, można porównać ich parametry jako

— = 2    (4.13)

C\,r oraz

(4.14)

hmaX, a    ₁    , COS /?2

7-= l + >A-TT

*/max,r    COS fji

Przy tej samej prędkości obwodowej u w stopniu akcyjnym można uzyskać dwa razy większą prędkość ci - zgodnie ze wzorem (4.3) w wieńcu stojanowym można by przemienić czterokrotnie większy spadek entalpii. Ponieważ w stopniu reakcyjnym również w wieńcu wirnikowym następuje dalsza przemiana entalpii (porównaj rys. 4.1a i b), więc spadek entalpii w stopniu akcyjnym jest tylko około dwa razy większy. Jest to zgodne również z zależnością (4.14), jeżeli przyjmiemy fi₂ fi\. Wówczas praca jednostkowa (zatem i moc) stopnia akcyjnego jest około dwa razy większa niż reakcyjnego. Charakterystyczne wielkości przemian energetycznych zachodzących w analizowanych stopniach turbin dla u_a = u_r = u oraz stosowanych wartościach kątów a i /i (a_la = a_lr = fi_2r = 16°, [i_2a = 25°) porównano na rysunku 4.2.

Możliwość wykorzystania („przepracowania”) w stopniu akcyjnym dużej wartości spadku entalpii jest ograniczona wartością prędkości u, która to wartość jest narzucona przez wymaganą prędkość maszyny napędzanej turbiną, np. prędkość synchroniczną generatora. Z zależności (4.3) przy pominięciu wlotowej prędkości pary c₀ można wyznaczyć prędkość wylotową pary z wieńca stojanowego jako

C\ — ^J2 Ji₀ -i_x = J2 J~Ai    (4.15)

Jeżeli zwiększy się wykorzystany spadek Az, to prędkość c, przyjmie bardzo duże wartości i przy narzuconej niezbyt wielkiej prędkości obwodowej wirnika u stosunek ulc_x jest znacznie mniejszy od wartości optymalnej (4.11). Sprawność stopnia znacznie się zmniejszy z powodu dużej prędkości pary c₂ wypływającej z łopatek. Amerykanin Curtis w celu lepszego wykorzystania prędkości wylotowej pary umieścił na tarczy wirnikowej dwa lub trzy akcyjne wieńce łopatkowe, a między nimi nieruchome wieńce łopatek kierowniczych umocowanych w kadłubie, w któ-

190