第一章汽轮机级的工作原理近代大功率汽轮机都是由若干个级构成的多级汽轮机。
由于级的工作过程在一定程度上反映了整个汽轮机的工作过程，所以对汽轮机工作原理的讨论一般总是从汽轮机"级"开始的，这特有助于理解和掌握全机的内在规律性。
"级"是汽轮机中最基本的工作单元。
在结构上它是由静叶栅(喷嘴栅)和对应的动叶栅所组成。
从能量观点上看，它是将工质(蒸汽)的能量转变为汽轮机机械能的一个能量转换过程。
工质的热能在喷嘴栅中(也可以有部分在动叶栅中)首先转变为工质的动能，然后在动叶栅中再使这部分动能转变为机械能。
工质的热能之所以能转变为汽轮机的机械能，是由工质在汽轮机喷嘴栅和动叶栅中的热力过程所形成，因此，研究级的热力过程，也就是研究工质在喷嘴栅和动叶栅中的流动特点和做功原理，以及产生某些损失的原因，并从数量上引出它们相互之间的转换关系，这是本章的主要内容。
第一节蒸汽在级内的流动一、基本假设和基本方程式(一)基本假设为了讨论问题的方便，除把蒸汽当作理想气体处理外，还假设：(1)蒸汽在级内的流动是稳定流动，即蒸汽的所有参数在流动过程中与时间尤关。
实际上，绝对的稳定流动是没有的，蒸汽流过一个级时，由于有动叶在喷嘴栅后转过，蒸汽参数总有一些波动。
当汽轮机稳定工作时，由于蒸汽参数波动不大，可以相对地认为是稳定流动。
(2)蒸汽在级内的流动是一元流动，即级内蒸汽的任一参数只是沿一个坐标(流程)方向变化，而在垂直截面上没有任何变化。
显然，这和实际情况也是不相符的，但当级内通道弯曲变化不激烈，即曲率牛径较大时，可以认为是一元流动。
(3)蒸汽在级内的流动是绝热流动，即蒸汽流动的过程中与外界无热交换。
由于蒸汽流经一个级的时间很短暂，可近似认为正确。
考虑到即使用更复杂的理论来研究蒸汽在级内的流动，其结论与汽轮机真实的工作情况也不完全相符，而且推算也甚为麻烦，因此，上述的假设在用一些实验系数加以修正后，在工程实践中也证明是可行的。
汽轮机的工作原理一、力的冲动作用原理及反动作用原理1. 冲动作用原理由力学可知，当一个运动物体碰撞到另一个静止或运动速度比它低的物体时，就会因受到阻碍而改变其速度，同时给阻碍它的运动物体一个作用力，这个作用力称为冲动力。
冲动力的大小取决于运动物体的质量和碰撞前后的速度变化值。
物体质量越大，速度变化值越大；速度变化越大，冲动力也越大。
若阻碍运动的物体在此力的作用下，产生了速度变化，则运动物体就做了机械功。
在汽轮机中，蒸汽在喷嘴中产生膨胀，压力降低，速度增加，热能转变为动能。
高速汽流流经动叶片时，由于汽流方向的改变，产生了对动叶片的冲动力，推动叶轮旋转作功，将蒸汽的动能转变为转子旋转的机械能，这种利用冲动力的作功原理，称为冲动作用原理，如图1－1所示。
图1－1 单级冲动式汽轮机示意图1－转子；2－叶轮；3－动叶片；4－喷嘴 图1－2所示为一动叶片的工作示意图，如果用一个直立的平板，让高速汽流冲击到其表面上，平板由于受汽流的冲击作用而发生运动，但因在平板的表面附近产生了很大的扰动和涡流损失，如图1－2（a ）所示，使蒸汽中大量的有用能量得不到很好的利用，以致造成浪费。
所以经过大量的实践改进，现代的汽轮机叶片都做成弯曲形。
如要产生最大的作用力，就必须使蒸汽的喷射方向与动叶片的运动方向一致，然后再转一个1800方向流出动叶片，如图1－2（b ）所示。
蒸汽图1－2 冲动式汽轮机动叶片的分析图同样，高速蒸汽流冲击汽轮机叶片时，使叶片运动而做功，如图1－3所示。
蒸汽以速度c1流向一圆弧形动叶片，并能沿着平行于汽流的方向移动。
汽流进入由动叶片构成的圆弧形流道后，便沿内弧逐渐改变其流动方向，最后以速度c2流出流道。
当动叶片固定不动时，c2的方向恰与c1方向相反。
由于汽流沿圆弧形叶片壁面不断地改变方向作匀速圆周运动，因此每一个汽流微团都将产生一个离心力作用在叶片上，同时根据牛顿第三定律，动叶片也受到汽流微团给它的一个大小相等，方向相反的反作用力，在这里就是一个离心力。
