在第一节中介绍了级的工作过程。本节主要分析蒸汽流经喷嘴和动叶通道过程中，对级的工作特性有重要影响的通流特性、通流能力和流动效率问题。
一、蒸汽在喷嘴中的膨胀过程
蒸汽在喷嘴通道中的理想膨胀过程如图1.1.4中的线段01’所示。当喷嘴前的蒸汽参数及初速为已知时，则
钢骨架塑料复合管>灯管支架 (1.2.1)
将式(1．2．1)代入式(1．1．16)，因为喷嘴是固定的，不对外做功，w=0,则喷嘴理想出口速度为
(1.2.2)
理想气体在等比熵膨胀过程中的比焓差可表示为
(1.2.3)
将式(1．2．3)代入式(1．2．2)得
(1.2.4)
或 (1.2.5)
式中，,称为喷嘴压比，即喷嘴后的压力与喷嘴前的滞止压力之比。
式(1．2．2)用于喷嘴的计算，它表示喷嘴汽流理想速度的大小取决于喷嘴的滞止理想比焓降。式(1．2．5)常用于理论分析．它表明影响喷嘴出口速度的因素。在给定蒸汽性质和初态的情况下，仅是压比的单值函数。
在喷嘴的实际流动过程中。蒸汽粘性所产生的摩擦等损失使蒸汽出口速度由减小为即 ( 1.2.6 )
式中, 称为喷嘴速度系数。由它可求出实际流动过程中的喷嘴动能损失，即喷嘴损失，其值为
(1.2.7)
影响喷嘴速度系数的因素多(如喷嘴高度、叶型、汽道形状、压比及表面粗糙度等)而复杂，很难用理论计算精确求得，一般由试验确定。脚踏淋浴器与叶片高度关系密切，故实验数据常绘制为随的变化曲线，如图1．2．1 所示。
由图可见，当喷嘴高度＞100mm时，值基本上不再随而变化；当＜12~15mm时，值剧烈下降。因此在设计时，为了减少喷嘴损失，应尽量使＞15mm。图中上面一条是喷嘴宽度为55mm的曲线，下面一条是月为80mm的曲线，可见，在强度允许的条件下应采用宽度较小的喷嘴。式(1．2．7)中，是喷嘴实际出口动能，因此也称为喷嘴效率。
喷嘴速度系数值一般在0.920.98之间。对于渐缩喷嘴，常把其中与叶片高度有关的损失抽出来另用经验公式计算(详见本章第五节)，这时取＝0.97。
由于喷嘴中的实际膨胀过程有损失(如图1．1．4所示)，即是沿着有损失的绝热过程线0l膨胀的，所以实际过程是一个多变过程而不是等比熵过程。多变过程方程为
＝常数 (1．2．8)
式中，多变过程指数n是小于定熵指数但大于1的一个数值。当n=时，0l过程线就与等比熵过程线01’重合；当n＝1时，蒸汽在喷嘴中的流动成了等温过程，01线接近水平的等比焓线。由此可见，n与之间的关系必与喷嘴效率有关，因的大小决定了0l线在h-s图上的实际位置。
对于给定的喷嘴，可视为定值。在这样的条件下，由热力学基本关系式可以推导出n与和的关系为真空自耗炉
(1.2.9)
由上式可知，当＝l时，n=；＜1时，n＜。图1．2．2表示n与的关系曲线在的实用范围内，它基本上是直线规律的。
探空气球 (二)喷嘴中蒸汽参数、流速与等比熵比焓降之间的关系
当蒸汽流量G不变时，在图1．1．4的喷嘴等比熵过程线01’上选取若干中间状态点，查得这些点的蒸汽比焓值h、压力p、比容v，按式(1．2．2)算出这些状态点的流速，按
图1.2.2 n随而变化的规律
连续方程A＝Gv／算出这些状态点的通流面积A然后以等比熵比焓降=为横坐标，画出蒸汽参数、流速与等比熵比焓降之间的关系，如图1．2．3所示。由图可见，当等比熵比焓降达到临界值时，喷嘴通道截面积为最小，此处是临界截面，临界截面积以表示，此处的蒸汽流速等于当地音速。由于喷嘴内沿汽流方向的流通各截面处蒸汽温度逐渐降低，故音速α=也逐渐降低，如图中曲线α所示。由工程热力学可知当＜时，喷嘴通道截面是渐缩的，当＞时，喷嘴通道截面是渐扩的，喷嘴截面积的变化规律如曲线A所示。由图还可看出，蒸汽压力p沿喷嘴流道是逐渐降低的；汽流速度是逐渐增大的；蒸汽比容v是逐渐增大的;在亚临界区域，即在喷嘴的渐缩段．约增大较v的增大快得多，在超音速区域，即渐免水冲厕所
扩段，较v增大得慢。
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