Корпусы, изготовляемые из литых заготовок, оказываются более

дорогими вследствие большого объема механической обработки и большого отхода материала в стружку.

Сопловые аппараты служат для преобразования части теплосодержания газа в кинетическую энергию с малыми потерями и при высокой тени равномерности потока на выходе. Основными элементами сопловых аппаратов являются сопловые лопатки, наружные и внутренние бандажные кольца. Сопловые лопатки размещаются на бан­ных кольцах, образуя кольцевую решетку. Внутренние и наружные бандажные кольца ограничивают кольцевой канал проточной части турбины. В некоторых конструкциях роль наружного бандажного кольца выполняет корпус турбины.

Сопловой аппарат работает в достаточно тяжелых условиях. Эти условия характеризуются следующим:

большими осевыми и окружными усилиями, действующими на лопатки;

высокими скоростями потока газа, которые достигают 500-600 м/сек;

омыванием деталей СА потоком газа, нагретым до температуры 900 -1100° С и содержащим в себе избыточный кислород, что способствует возникновению газовой коррозии.

Исходя из этих условий к сопловому аппарату предъявляются такие требования:

достаточная жесткость, особенно в горячем состоянии, с целью сохранения наивыгоднейшего установочного угла лопаток и восприятия действующих нагрузок;

отсутствие тепловых сил, которые могут появиться вследствие неравномерного нагрева лопаток (по длине и сечению) потоком горячего газа;

минимальные гидравлические сопротивления и утечки газа для получения наибольшего к. п. д. турбины.

Сопловые лопатки характеризуются теми же параметрами, что и рабочие лопатки турбины. Длину лопаток и средний диаметр определяют на основании газодинамического расчета из условия обеспечения прохождения расчетного количества газа. Длина сопловой лопатки выбирается на 1—2% меньше длины рабочей лопатки, чтобы не происходило удара газового потока, выходящего из СА, об обод диска турбины. Хорда сопловой лопатки больше хорды лопатки рабочего колеса, что вы­зывается необходимостью поворота потока в СА на больший угол, чем это требуется для РК.

Каждая пара сопловых лопаток образует межлопаточный сопловой канал с косым срезом (сопло с косым срезом), обеспечивающим разгон потока до сверхзвуковых скоростей. Таким обра­зом, в СА газ приобретает поступательное и вращательное движения. В результате враще­ния на молекулы газа будет действовать центро­бежная сила, под влиянием которой они стре­мятся переместиться с меньших радиусов на большие, что снижает к. п. д. турбины.

Конструкция сопловых лопаток зависит от способа их закрепления и изготовления. Лопатки могут быть с полками, цапфами, ушками, сплошными или полыми. Полыми их делают для охлаждения возду­хом, а также для уменьшения веса и сокращения расхода материала. На рис. 38 показана охлаждаемая лопатка соплового аппарата с де­флектором. Выпуск охлаждающего воздуха из лопатки может осу­ществляться на периферии вдоль задней или передней кромки.

Сопловые лопатки изготовляют фрезерованием специальных поко­вок, штамповкой тонкостенного листа или, чаще всего, прецизионным литьем, которое позволяет получить достаточно точный профиль с не­большими припусками на окончательную обработку их (шлифование и полирование).

Крепление сопловых лопаток должно обеспечивать большую жесткость, передачу усилий с лопаток на корпус турбины, свободу темпе­ратурного расширения, легкость замены дефектных лопаток при ре­монте.

Жесткое защемление лопатки приводит к ее деформации, обра­зованию трещин и нарушению геометрии межлопаточного канала.

Рис. 38. Охлаждае­мая лопатка соплово­го аппарата

I