Одноступенчатые паровые турбины.

Паровая турбина — это тепловой роторный двигатель, в котором работа совершается за счет двойного преобразования энергии пара. Вначале потенциальная энергия пара преобразуется в кинетическую энергию самого пара, а затем происходит ее преобразование в механическую работу, передаваемую на вал турбины. В случае, когда преобразование потенциальной энергии в кинетическую осуществляется на неподвижных частях турбины, а превращение кинетической энергии в механическую работу — на подвижных, турбина будет чисто активной. Если же преобразование потенциальной энергии в кинетическую, а последней в механическую работу осуществляется одновременно на одних и тех же подвижных частях турбины, она будет чисто реактивной.
Схема одноступенчатой активной турбины, графики изменения абсолютной скорости и давления пара при протекании через турбину приведены на рисунке:

Основными элементами турбины являются диск 2 с лопатками 3, насаженный на вал 1. Вал установлен в подшипниках (на рисунке не показаны). Пар к лопаткам турбины подводится по соплам 4, которых может быть одно или несколько. Оси сопел расположены под некоторым углом к плоскости диска.
У активных турбин расширение пара происходит только в соплах. Принцип действия активной турбины заключается в следующем. Свежий пар с начальным давлением Р0 и скоростью С0 подводится в одно или несколько сопел 4, расположенных в корпусе 5, в которых он расширяется. При этом давление пара падает до P1, а скорость возрастает до С1. С этой скоростью пар поступает на рабочие лопатки 3, изменяет направление своего движения и отдает часть своей кинетической энергии, за счет чего приводится во вращение диск 2. Скорость пара на выходе с рабочих лопаток уменьшается до С2. Расширения пара на рабочих лопатках не происходит, поэтому его давление до и после диска остается постоянным P1 = P2.
Одноступенчатые активные турбины несложны по конструкции, однако широкого распространения на судах не получили из-за следующих основных недостатков: большой частоты вращения, низкого КПД (0,5—0,6) при значительных перепадах тепла и невозможности получения больших мощностей. На судах эти турбины применяются в основном для привода воздуходувок, генераторов и других вспомогательных механизмов малой мощности.
На практике применяют турбины, в которых пар расширяется и в неподвижных направляющих, и на рабочих лопатках,т. е. такие турбины работают по активно-реактивному принципу. Упрощенно их называют реактивными.
Принцип действия такой турбины можно рассмотреть по рисунку:

Свежий пар с давлением Р0 и скоростью С0 поступает на неподвижные направляющие лопатки 1, закрепленные в корпусе турбины, где он расширяется и параметры его изменяются. Давление падает до величины Р1, а скорость растет до значения С1. С этими параметрами пар поступает в каналы, образованные рабочими лопатками 2, которые устанавливаются несимметрично относительно оси ротора таким образом, что проходное сечение между двумя соседними лопатками постепенно сужается. Воздействуя на рабочие лопатки, пар отдает им приобретенную кинетическую энергию, в результате чего его давление и скорость падают до значений Р2 и С2.
Таким образом, в реактивной турбине благодаря суживающейся форме канала между рабочими лопатками происходит дополнительное расширение пара, что вызывает появление реактивной силы, действующей на каждую лопатку и, как следствие этого,— вращение ротора.
Одноступенчатые реактивные турбины на практике не используются.