В статье рассматриваются вопросы проектирования и численного моделирования биротативной центростремительной малорасходной турбины с вращающимся сопловым аппаратом, предназначенной для применения в составе компактных газотурбинных энергетических установок малой мощности. Конструкция турбины основана на принципах, реализованных в малорасходных турбинах конструкции ЛПИ, обладающих высокой энергоёмкостью, компактностью и благоприятными газодинамическими характеристиками при малых расходах рабочего тела. На основе анализа экспериментальных данных и конструктивных особенностей турбин ЛПИ разработана методика профилирования проточной части биротативной ступени, обеспечивающая согласованную работу вращающегося соплового аппарата и рабочего колеса при заданных параметрах входного потока. Выполнено построение детализированной трёхмерной геометрической модели проточной части, после чего проведено численное моделирование в программном комплексе ANSYS CFX. Расчёты выполнены в широком диапазоне степеней понижения давления πт = 2,0…6,0 и частот вращения роторов (nBCA, nPK = 13000… 30000 об/мин) с использованием модели турбулентности SST (Shear Stress Transport). Проанализированы поля числа Маха, скорости, полного давления и полной температуры, а также особенности распределения мощности и обмена энергией между роторами. Показано, что центростремительная биротативная схема обеспечивает равномерное распределение параметров на выходе, снижение потерь и повышение внутреннего коэффициента полезного действия по сравнению с традиционными одноступенчатыми турбинами. Полученные результаты подтверждают целесообразность использования разработанной турбины в перспективных маломощных газотурбинных и гибридных энергетических установках, работающих вблизи номинальных режимов.
