Одноступенчатая турбина

В данной статье речь идет не об турбинах (турбокомпрессорах) установленных на автомобилях.

Разработка турбин началась одновременно в Швейцарии и Англии. Однако  учёные первой оказались быстрее. В 1883 году Лаваль представил миру своё творение – паровую турбину, а в 1890, получив патент, создал новый вариант механизма. Мощность одноступенчатой турбины составляла всего 3,7 кВт при частоте вращения ротора 417. В это же время в Англии учёный Парсон работал над своим изобретением – многоступенчатой реактивной турбиной. Его труды оказались более удачными. Мощность турбины Парсона составляла 7,4 кВт, с частотой вращения ротора 280 с. Как у первого, так и у второго турбины работали благодаря электрической энергии от генератора. 

 

Несмотря на более высокие показатели работы Порсона, первыми турбинами, которые использовались в промышленности, были одноступенчатые. Как ни странно, но они и сейчас находят своё место в конструкциях, которым необходим надёжный двигатель небольшой мощности.

В одноступенчатых турбинах впервые были применены расширяющиеся сопла. Благодаря такой инновации эффективность турбины получалась намного выше. Для своих турбин Лаваль создал механизм диска равного сопротивления. Такое устройство могло работать с большими окружными скоростями и иметь частоту вращения до 640 1/с. Результатом стало изобретение гибкого вала.

К сожалению, все эти доработки так и не помогли увеличить экономичность турбины. Помимо этого, ещё одним существенным минусом являлась небольшая мощность. Для того, чтоб исправить это рабочее колесо турбины должно совершать от 30 000 и более оборотов. В итоге механизм так и не стал самым популярным вариантом увеличения мощности.

Сейчас одноступенчатая турбина представляет собой более сложный механизм. В проточной части в ряд расположены сопла-лопатки, которые закреплены в корпусе. Также имеется ряд лопаток, закреплённых на крутящемся диске ротора. Последние находятся в подвижном рабочем состоянии.

К основным недостаткам одноступенчатой турбины относят

  1. Необходимость установки редуктора, который значительно превышает размеры самой турбины. В итоге это сказывается на конечном показателе КПД.
  2. Небольшая мощность, как обозначалось выше.

 Эти недостатки легко можно преодолеть с помощью применения ступеней скорости и ступеней давления.  

Одноступенчатые турбины обычно используются в качестве приводов насосов, вентиляторов и другого вспомогательного оборудования.