Для обеспечения необходимого направления потока пара при входе его в каналы рабочих лопаток турбины, сопла имеют в выходной части косой срез.
На рис. 70 показано сопло с косым срезом, в котором происходит как бы дополнительное расширение пара от критического давления рк, устанавливающегося в сечении АВ, до давления за соплом Р1.
Процесс расширения пара в суживающемся сопле с косым срезом при p1 / p0 ? mк не отличается от расширения пара в простом сопле.
Величина и направление скорости остаются такими же, какими
они были в наименьшем сечении сопла. Расширение пара в косом срезе осуществляется только при p1 / p0 < mк, т. е. при сверхзвуковых скоростях течения. Расширение пара на пути от входного сечения до наименьшего АВ происходит так же, как и при критическом перепаде в сопле, т. е. в этом сечении устанавливается критическая скорость истечения при критическом давлении рк. В косом срезе расширение пара продолжается от рк до р1; в результате возрастает скорость пара до c1. В точке А давление понижается внезапно от рк до р1 т. е. в этой точке возникает возмущение потока, которое распространяется в движущейся среде со скоростью звука, и расположение изобар в пределах косого среза будет определяться линиями АВ', АВ" и т. д., проведенными из точки А как из центра. Таким образом, поток пара перестает быть симметричным относительно оси сопла. Направление потока пара, выходящего из сопла, также перестает совпадать с направлением оси сопла, и весь ноток отклоняется от оси на угол ?, который называется углом отклонения потока пара в косом срезе. Угол направления относительно плоскости среза сопла составит ?1' = ?1 + ?. Для определения угла отклонения струи в косом срезе воспользуемся уравнением сплошности для сечений АВ и АС:
где fmin, cк и ?к— площадь, критическая скорость и удельный объем пара в сечении АВ; f1, с1 и ?1 — площадь, скорость и удельный объем пара в сечении АС.
Для прямоугольного сечения сопла высотой l имеем
подставив эти значения в выражение для Gсек, получим
Определив по угол наклона струи, можем найти угол отклонения ? = ?'1—?1.
Следует отметить, что расширение пара в косом срезе может происходить лишь до известного предела. Наибольшее расширение пара зависит от угла наклона сопла и определяется приближенно по наименьшему давлению, до которого пар может расширяться в косом срезе,
pmin = pк (sin ?1)k .(15)
|