第8章-船舶汽轮机和燃气轮机要点
轮机设计相关知识点归纳
轮机设计相关知识点归纳一、引言轮机设计是船舶工程中的重要部分，涉及到发动机、轴线、螺旋桨等关键组件。
本文将归纳总结轮机设计的相关知识点，帮助读者更好地理解和运用。
二、发动机设计1. 发动机种类：内燃机、蒸汽机、气轮机等。
2. 发动机结构：缸体、活塞、曲轴、气门等组件组成。
3. 发动机参数：功率、扭矩、转速等指标决定发动机性能。
4. 发动机效率：热效率、机械效率等反映发动机的工作效能。
5. 发动机冷却：水冷、风冷等方式保证发动机正常工作。
三、轴线设计1. 轴线种类：主轴线、副轴线、传动轴线等。
2. 轴线布置：根据船舶结构和功用确定轴线布局。
3. 轴线间距：保证轴线相互配合良好，不产生干涉。
4. 轴线定位：使用轴承、支撑等装置固定轴线。
5. 轴线校正：根据实际需求进行调整和修整。
四、螺旋桨设计1. 螺旋桨种类：固定螺旋桨、可调螺旋桨等。
2. 螺旋桨参数：螺旋桨直径、螺距、叶片数等影响船舶推进性能的重要参数。
3. 螺旋桨形状：涉及叶片的倾角、扭矩分布等设计。
4. 螺旋桨材料：耐腐蚀、抗疲劳等特性满足工作环境需求。
5. 螺旋桨安装：与轴线的连接方式、支撑装置等保证螺旋桨的稳定性和工作效能。
五、其他相关设计要点1. 轴封设计：防止轴封处发生泄漏，保护轮机设备安全。
2. 冷却系统设计：保证轮机设备在工作过程中的温度适宜。
3. 润滑系统设计：确保轮机设备的摩擦部位保持良好润滑。
4. 防振设计：降低船舶工作时的振动幅度，提高舒适度和工作效率。
5. 轮机系统集成设计：确保发动机、轴线、螺旋桨等组件协调运行。
六、结论轮机设计知识点涉及发动机、轴线、螺旋桨等多个方面，对于船舶工程的设计和运行至关重要。
本文归纳了轮机设计的相关要点，希望能为读者提供一些参考和指导，以更好地应用和理解轮机设计。
让我们共同致力于航海事业的发展！。
二十五项反措第8部分防止汽轮机、燃气轮机事故试题库
大唐河南发电设备治理学问试题库《中国大唐集团公司防止电力生产事故的二十五项重点要求》〔2022 版〕第 8 局部防止汽轮机、燃气轮机事故〔2022 年 3 月〕一、填空题1、机组正常运行时，凝汽器的真空靠(排汽分散成水，体积缩小)形成的。
2.、对凝汽式汽轮机的中间各级，在工况变化不太大的条件下，焓降均近似不变。
3.、假设汽缸上既装有带加热孔的螺栓，又装有无加热孔的螺栓，那么拆卸螺栓时就应先拆带加热孔的螺栓。
4、瓢偏度就是转子上各固定部件端平面与轴心的不垂直程度。
5、但凡有温差的物体，就肯定有热量的传递。
6、加热拆卸叶轮后，必需用保温被包好，使其均匀冷却防止变形。
7、承受回热循环可以削减不行避开的冷源损失，以提高循环效率。
8、凝汽器管束的结垢一般发生在水侧。
9、应力松弛是零件在高温存应力状态下工作时，如维持总变形不变，随着时间的增加，零件的应力渐渐降低。
10、低温回火的主要目的是消退工件的剩余热应力。
11、蒸汽在汽轮机内做功的原理分为冲动作用原理和反动作用原理。
12、铰孔时，铰刀的旋转方向在任何时候都不能倒转。
13、气体的内动能打算于气体的温度，而内位能取决于气体的比体积。
14、轴瓦垫块承载面积小可引起轴瓦紧力丧失。
15、常用的润滑剂有润滑油、润滑脂和二硫化钼三大类。
16、管道检修前，检修管段的疏水门必需翻开，以防止阀门不严密时泄漏的水或蒸汽积聚在管道内。
17、为提高汽轮机组效率，通流局部承受的式汽封有刷式汽封、布莱登汽封、蜂窝汽封、接触汽封等类型。
18、大功率机组的高压缸承受双层汽缸可以削减内外缸壁温差，有利于改善机组的启动性能和变工况运行的适应力量。
19、轴瓦的测量工作主要是测量间隙和紧力。
20、通常大功率机组的低压缸双层进汽套管的外层通过波浪补偿器与低压外缸相连，这样有利于吸取内、外缸的膨胀差。
21、在交变应力作用下，叶片在蒸汽中的腐蚀破坏也叫腐蚀疲乏。
22、过热蒸汽的过热度越低，说明越接近饱和状态。
蒸汽轮机、燃气轮机主推进动力装置船舶船员培训和发证
蒸汽轮机、燃气轮机主推进动力装置船舶船员培训和发证张克义邢永恒摘要：随着IMO国际海运温室气体减排初步战略出台，越来越多的船舶将采用更为经济和清洁的LNG 作为燃料。
针对以使用LNG 燃料的蒸汽轮机或燃气轮机为主推进动力装置的船舶船员适任要求，分析当前我国此类船员在培训和发证当中存在的问题，并提出相关解决对策。
关键词：蒸汽轮机；燃气轮机；主推进动力装置；船员培训和发证DOI:10.16176/ki.21-1284.2018.07.0032018年4月13日，国际海事组织（IMO）第72届海上环境保护委员会通过了国际海运温室气体减排初步战略，首次为应对气候变化制定了温室气体减排目标，向国际社会传递出海运业加快向低碳转型的强有力信号，未来将会有越来越多的船舶采用更为经济和清洁的LNG 作为燃料。
目前，使用单一LNG 燃料的船舶主推进动力装置主要有蒸汽轮机动力装置与燃气轮机动力装置两种，其中绝大部分LNG运输船采用蒸汽轮机动力装置。
[1]蒸汽轮机、燃气轮机与大多数商船采用的内燃机在操作、维护等方面要求不同，这就对轮机部船员培训和发证提出了特别要求。
一、蒸汽轮机、燃气轮机船舶对轮机部船员适任能力要求在商船领域，船舶动力装置主要分为内燃机、蒸汽轮机和燃气轮机三种类型，在柴油机问世之前蒸汽轮机是船舶动力装置的主流，船用柴油机问世后逐渐占据了主导地位。
随着燃气轮机在高速渡船、高速集装箱船、LNG船和大型旅游船上的应用，燃气轮机正在向船用柴油机的“世袭地位”发起挑战。
船舶动力装置不同，对轮机部船员适任能力提出了不同的要求。
1.STCW公约对蒸汽轮机和燃气轮机船舶船员适任的规定《1978年海员培训、发证和值班标准国际公约》（STCW公约）生效之后，对轮机部船员操作主机和辅机以及相关的控制系统等适任要求就按船用柴油机、船用蒸汽轮机和船用燃气轮机分成三个不同方面。
STCW公约在强制性最低适任标准中明确提出，对在蒸汽锅炉不作为主机的船舶上服务的证书申请人，可删除最低适任标准KUP表中的有关要求。
燃气轮机在船舶动力方面的应用
燃气轮机在船舶动力方面的应用燃气轮机在船用动力方面的应用与发展邵高鹏摘要：介绍船用燃气轮机的工作原理和特点，对比燃气轮机和内燃机性能的优缺点，总结燃气轮机应用于船用动力的现状和未来的发展方向。
关键词：船用燃气轮机；原理；应用；发展方向；1．引言燃气轮机动力装置在50年代开始用于船舶，在此之前，水面舰艇都已蒸汽轮机和内燃机作为其动力装置，大型舰船以蒸汽轮机为其主要的动力装置，蒸汽轮机的优势在于技术相对简单，制造相对容易，但是其同样存在油耗大，占用空间大等等劣势，而柴油机的单机功率有限，必须采用多机并用。
并且于燃气轮机汽固有的一些优点，使得它逐渐向柴油机动力在船舶动力上的统治地位发起了挑战。
最初的燃气轮机还只能应用与军用舰艇，但是随着燃气轮机技术的发展，燃气轮机在商船上也逐步得到了推广。
2．船用燃气轮机的工作原理船用内燃机的循环模式可以分为简单开式循环，其工作过程同内燃机类似，也可以分为吸气、压缩、做功及排气四个工作行程，但是与内燃机又有很大的不同，下图中是一种燃气轮机的结构示意图。
轴流压气机的转子高速回转，在压气机的进口处产生吸力，将新鲜空气吸入压气机，对应着吸气的过程。
空气在轴流压气机中增压，压力和温度都有升高，空气继续流动经过扩压器，减速增压进入燃烧室中，此时的空气温度和压力都较高，比容很小，这就实现了空气的压缩过程。
在空气进入燃烧室的同时，燃油同时喷入与空气混合形成可燃混合气，点燃后迅速燃烧，温度继续升高，而压力变化不大；高温高压的燃气，经过涡轮的静叶的导向之后冲击涡轮的动叶叶片，推动叶片使涡轮转子高速转动而产生转矩。
涡轮常分为两级，第一级涡轮上产生的转矩用于驱动与之联动的压气机，第二级涡轮上产生的转矩经过传动轴和减速箱输出，这就是燃气轮机的燃烧和做工过程。
经过两级涡轮的燃气经废气箱和烟囱排入大气，是燃气轮机的排气过程，这部分气体中仍然含有一些能量，可以把这部分能量加以利用来提高整机的工作效率。
第8章 船舶汽轮机和燃气轮机
第8章船舶汽轮机和燃气轮机涡轮机（也称透平）是以连续流动的蒸汽或燃气为工质，以叶片为主要工作部件，通过工质在叶片机构中膨胀将热能转换成机械功的旋转机械。
汽轮机和燃气轮机都是涡轮机，前者以蒸汽为工质，后者以燃气为工质，尽管两者所用的工质不一样，但都是属于旋转式热力发动机，其基本工作原理是一样的，都是利用高速流动的工质推动叶轮转动而对外输出机械功的。
涡轮机和往复式热力发动机相比，最突出的特点是运转平稳、单机功率大。
8.1 涡轮机概述涡轮机械按其使用的功用，通常可以分成两大类：1）用作产生动力的涡轮机，如蒸汽轮机、燃气轮机；2）消耗机械的涡轮机械，如各种泵、压缩机、风扇等涡轮机械。
上述每一大类，又可以按照流体通过机器的流道特征，再分成三类。
工作流体的流向与旋转轴基本平行的涡轮机械，称为轴流式涡轮机械；工作流体主要在与旋转轴垂直的平面上流动的涡轮机械，称为径流式涡轮机械；转子出口处径向与轴向速度分量兼有的涡轮机械，称为混流式涡轮机械，分别见图8-1 a)、b)、c)。
不论是涡轮机、泵、还是压缩机，都可以设计成轴流式、径流式或混流式。
图8-1涡轮机三种型式研究船用涡轮机的热力设计和工作特性，它的主要理论依据是热力学和气体动力学。
所运用的基本定律是质量守恒定律、动力学定律、能量守恒定律等基本定律，这些定律与气体的特定性质无关，适用于任何气体，是揭示涡轮机中工质流动及其能量转换的基本方程。
具体的研究包括：1）阐述涡轮机中能量转换以及工质流动所遵循的基本规律；2) 分析通流部分中的能量损失以及各种气动热力参数、几何参数对效率的影响；3) 气动热力设计和试验研究的理论和方法；4）分析非设计工况的工作特性。
但是，涡轮机通流部分中气体的运动是一种性质极为复杂的，同时又伴随能量传递和热交换的高温可压缩粘性气体的，三元不定常的流动过程。
在实际工程设计计算和试验研究中，通常假定气体在涡轮机中的流动，包括在静叶片内的绝对运动和动叶片内的相对运动，都是定常流动，在附面层外的主流区可以忽略粘性力的，与外界绝热的，轴对称流动。
舰船燃气轮机发展现状、方向及关键技术
舰船燃气轮机发展现状、方向及关键技术发布时间：2021-08-11T14:55:44.460Z 来源：《工程建设标准化》2021年36卷9期作者：高思阳1 孙雅慧2 [导读] 船用燃气轮机是大中型水面舰艇的重要能源类型高思阳1 孙雅慧2 1中国船舶集团有限公司第七〇三研究所黑龙江哈尔滨 1500782哈尔滨东安汽车动力股份有限公司黑龙江哈尔滨 150066摘要：船用燃气轮机是大中型水面舰艇的重要能源类型，是海军现代化建设的重要标志。
本文考察了船用燃气轮机的发展状况，分析了船用燃气轮机的发展方向，并介绍了船舶燃气轮机的关键技术。
关键词：舰船燃气轮机；发展现状；方向；关键技术引言船用燃气轮机具有功率大、体积小、重量轻、启动快、速度快、移动速度快等优点，可提高船舶的技术性能和航速。
世界上所有军舰通常都使用全燃料或柴油联合循环发电厂，装舰范围包括船舶、游轮、制导机枪、潜艇、鱼雷艇、登陆艇、海军援助舰、沉船和测量船等。
一舰船燃气轮机的发展现状我国曾经较早开始使用船用燃气轮机，1958年被列入国家发展计划。
1959年，从前苏联引进M-1型燃气轮机，在主发动机速度快于航母的情况下，为舰船生产各种电动机。
1961年，上海蒸汽电厂建造了国产燃气轮机，安装在了我国建造的062型高速运输船上，并对该船的燃气轮机进行了检验，这是我国首次尝试将其用于水面舰艇。
1964年，我国成功建造并建成了第一台4.4型舰船用燃气轮机。
然后，我国在舰船燃气轮机的发展上走西方技术道路，升级舰船燃气轮机，并进行舰船燃气轮机国产涡喷-8的研发。
此后，我国先后研制了各种型号的舰船燃气轮机。
其中，涡轮螺旋桨6型航空发动机中的409型汽油发动机成功用作722型气垫船的主要电气部件。
20世纪70年代，我国从英国进口了 Spey MK202 涡轮发动机。
20世纪80年代新一代GT-1000汽轮机进入市场，1993年通过样机性能审查。
这表明我国对新一代电动机技术已经很熟悉。
燃气轮机知识点总结
结构部分压气机1.大型压气机的工作温度范围是常温-400℃左右；压气机不需要特殊的降温手段，但在结构上应满足强度和刚度要求。
(C1p2)2.压气机通流部分的四种型式为：等外径、等内径、等平均直径、混合型。
(C1p7-10)3.轴流式压气机静子主要由气缸和静子叶片组件组成。
它是压气机中不旋转的部分。
(C1p11)4.工业型机组的压气机气缸一般是铸造的。
为了减小气缸的厚度，通常采用在气缸外表面加筋的办法来增强刚性。
气缸一般采用分段布置。
(C1p13)5.压气机静叶的功能是把气流在动叶中获得的动能转变为压力能，同时使气流转弯以适应下级动叶的进口方向。
工作时静叶只承受气流作用力，与动叶相比较强度问题不大，但应考虑共振问题。
通常，压气机静叶设计成直叶片，且沿叶高各截面的型线一样。
(C1p22)6.转子的刚度问题主要反映在临界转速上，机组的工作转速应避开临界转速。
最大工作转速低于一阶临界转速的称刚性转子，它要求临界转速高于最大工作转速20％— 25％。
当工作转速高于一阶或二阶临界转速的称柔性转子。
(C1p37)7.压气机转子的结构型式有哪三种？鼓筒式、盘式、盘鼓混合式。
(C1p39)8.盘鼓式转子的分类？焊接式、径向销钉式、拉杆式。
(C1p43)9.为获得良好的性能，动叶叶身型面设计主要考虑的两个因素是：是否满足气动及强度的要求。
(C1p63)燃气透平1.透平将高温燃气能量转换成为机械功，目前，大型燃机的透平进口初温为1100-1430℃，膨胀做功后降到约600℃。
(C2p3)2.透平静子由气缸、静叶及支承和传力系统等组成。
(C2p5)3.透平静叶的作用与设计要求(C2p16-17)透平静叶又称喷嘴，它的作用是使高温燃气在其中膨胀加速，把燃气的内能转化为动能，然后推动转子旋转作功。
对静叶设计的要求为：①耐高温、耐热腐蚀；②耐热冲击；③热应力小；④足够的刚度和强度。
4.透平转子是透平转动部分的总称，由透平轮盘、透平轴、工作叶片及联接件等组成。
船舶动力装置概论考点缩印版
《船舶动力装置概论》各章的重要知识点总结第一章绪论1.船舶动力装置的定义及其组成2.船舶动力装置的技术性能指标：拖曳功率、推进功率3.船舶动力装置的经济性能指标：动力装置燃料消耗率、动力装置有效热效率4.动力装置运行性能指标主要包括那几个方面？5.船舶动力装置优缺点：柴油机、汽轮机、燃气轮机、联合动力循环、核动力装置、特种动力装置第三章船舶燃气轮机装置1.燃气轮机装置的定义2.船舶主推进燃气轮机动力装置的定义，它有哪几部分组成？3.画出燃气轮机的简单开式热力循环的p-v图和T-S图，并说明在理想循环中各部件内工质的状态变化及做功情况4.结合简单开式循环T-S图，推导出循环比功Wip，循环热效率ηip的表达式。
5.改善燃气轮机热循环的措施主要有哪两种途径？每种途径又包括哪些循环？6.画出等中径压气机中动叶栅（基元级）的进出口速度三角形，并标明其中的各速度参数7.压气机喘振的产生机理是什么?防喘措施有哪些？8.燃气轮机的燃烧室主要由哪几部分组成？并简单描述燃烧室的工作原理。
9.在燃气轮机装置中，燃烧室的火焰管为什么要冷却？一般有哪些冷却方案？10.在燃气轮机装置中，燃气涡轮的动叶顶部与静子内表面之间存在径向间隙，请问该间隙过小和过大分别对燃气涡轮的性能产生什么影响？一般采取什么措施来消除这种影响？第四章船舶蒸汽锅炉与汽轮机1.简略描述船舶蒸汽动力装置中，汽、水的循环过程。
2.锅炉的说明书上必须注明的三个基本参数是什么？请写出锅炉效率的表达式并解释其中各参数的含义。
3.锅炉的辅助受热面——过热器、经济器和空气预热器的作用时什么？4.锅炉自然循环的流动压头与哪些因素有关？常见的自然水循环故障有哪几种？5.汽轮机的保安系统主要具有哪些功能？6.汽轮机的功率调节方式主要有哪些方法？7.为什么说汽轮机的启动过程非常重要？汽轮机启动过程主要包括哪些步骤？第五章核动力装置1.反应堆的定义，它主要是由哪六部分组成的？反应堆的功率是如何实现可控的？2.什么是压水堆？一体化的压水堆有什么特点？3.核动力船舶中的主动力装置主要由哪三部分组成？并说明各部分的功能。
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第8章船舶汽轮机和燃气轮机涡轮机（也称透平）是以连续流动的蒸汽或燃气为工质，以叶片为主要工作部件，通过工质在叶片机构中膨胀将热能转换成机械功的旋转机械。
汽轮机和燃气轮机都是涡轮机，前者以蒸汽为工质，后者以燃气为工质，尽管两者所用的工质不一样，但都是属于旋转式热力发动机，其基本工作原理是一样的，都是利用高速流动的工质推动叶轮转动而对外输出机械功的。
涡轮机和往复式热力发动机相比，最突出的特点是运转平稳、单机功率大。
8.1 涡轮机概述涡轮机械按其使用的功用，通常可以分成两大类：1）用作产生动力的涡轮机，如蒸汽轮机、燃气轮机；2）消耗机械的涡轮机械，如各种泵、压缩机、风扇等涡轮机械。
上述每一大类，又可以按照流体通过机器的流道特征，再分成三类。
工作流体的流向与旋转轴基本平行的涡轮机械，称为轴流式涡轮机械；工作流体主要在与旋转轴垂直的平面上流动的涡轮机械，称为径流式涡轮机械；转子出口处径向与轴向速度分量兼有的涡轮机械，称为混流式涡轮机械，分别见图8-1 a)、b)、c)。
不论是涡轮机、泵、还是压缩机，都可以设计成轴流式、径流式或混流式。
图8-1涡轮机三种型式研究船用涡轮机的热力设计和工作特性，它的主要理论依据是热力学和气体动力学。
所运用的基本定律是质量守恒定律、动力学定律、能量守恒定律等基本定律，这些定律与气体的特定性质无关，适用于任何气体，是揭示涡轮机中工质流动及其能量转换的基本方程。
具体的研究包括：1）阐述涡轮机中能量转换以及工质流动所遵循的基本规律；2) 分析通流部分中的能量损失以及各种气动热力参数、几何参数对效率的影响；3) 气动热力设计和试验研究的理论和方法；4）分析非设计工况的工作特性。
但是，涡轮机通流部分中气体的运动是一种性质极为复杂的，同时又伴随能量传递和热交换的高温可压缩粘性气体的，三元不定常的流动过程。
在实际工程设计计算和试验研究中，通常假定气体在涡轮机中的流动，包括在静叶片内的绝对运动和动叶片内的相对运动，都是定常流动，在附面层外的主流区可以忽略粘性力的，与外界绝热的，轴对称流动。
在流道横截面变化不大，流线曲率甚小的涡轮短叶片中，气体的运动常常采用一元流动近似。
实践证明，以上的近似和简化对于涡轮机中的气体流动的计算，基本上能获得足够的精确度。
涡轮机一般由一列固定于静子上的静叶片和—列装在转子上与转子一起转动的动叶片所组成的级串联起来，加上进、排气装置组成。
因此涡轮级是将高温高压的工质所具有的热能转换为机械功的基本单元。
涡轮机是由若干个工作条件和结构相类似的独立的涡轮级依次排列而沟成，涡轮机的工作以级的工作为基础，进而形成整个涡轮机的工作原理。
所以，人们总是在研究涡轮级的工作原理的基础上进而讨论整个涡轮机的工作原理。
8.1.1涡轮级的概念1.涡轮级中流体参数的变化涡轮级是由固定于静子上的静叶片和装在转子上与转子一起转动的动叶片所组成，将高温高压的工质所具有的热能转换为机械功的基本单元。
涡轮级中通过旋转中心轴的剖面图称为纵剖面图，见图8-2。
以半径为r的圆周将所有静、动叶片切割展开成平面，得到两排叶栅截面展开图，见图8-3。
由涡轮级纵剖面图可见，0-0截面为静叶进口截面，1-1截面为静叶出口，亦即动叶进口截面，2-2截面为动叶出口截面。
各特征截面的参数用相应下标0、1或2表示。
气体流经涡轮时，主要气动参数的变化如图8-3所示。
图8-2涡轮级的纵剖面图图8-3涡轮级中流体参数的变化气体通过静叶栅时，从压力P。
膨胀到P1,伴随有—定的加速(C1>C0)。
动叶栅以转速n运动。
其进、出口圆周速度为u,分别用u1、u2表示。
相对速度为W1的气流通过动叶栅时，从压力p1膨胀到p2，同时对外输出机械功。
其出口相对速度为W2，绝对速度为C2。
通常希望绝对接接近90°，以减小绝对出口速度C2相应的动速度C2接近轴线方向Z，即绝对出口气流角2C／2。
能222.速度三角形涡轮级中气流速度大小及其方向的变化，或者说是动量的变化，可以清楚地用图8-5所示的速度三角形来表示。
除了反映涡轮级中气流的运动情况以外，速度三角形还大致给出了叶栅的形状以及叶栅和涡轮级的某些重要特征，因而也就规定了涡轮级工作过程的特点。
各级以及某一级沿叶高各个截面上速度三角形的选择和确定是涡轮机气动设计的重要内容。
各图8-5 涡轮级速度三角形级动叶栅前后的绝对速度为相对速度和牵连速度的矢量和：i i i u W C →→→+= （8-1）式中： 60/n d r u i i i πω== （m/s ）其中n 是转子转动的转速(转／分)，d i 是动叶栅前或后的某一直径(米)，u i 是与d i 相应的圆周速度(米／秒)。
式(8-1)指出三个速度矢量组成封闭的三角形，称为速度三角形。
气流角如图8-5所示。
气体在静叶栅中膨胀，以绝对速度C 1喷离静叶栅，与叶轮旋转平面的夹角为1α，此为静叶出口气流方向角，气流角度见图8-5所示。
当气体进入动叶栅时，由于动叶栅是以圆周速度为u 在转动，当以旋转叶轮为参照物时，进入动叶栅的气体速度就不是C 1,而是气体与动叶栅的相对速度1W 。
1W 与叶轮旋转的夹角为1β，1β为动叶进口气流的方向角。
由三角形的余弦定理、正弦定理可以得到速度与气流角之间的相互关系。
动叶进口气流的相对速度及其方向角为：112211cos u 2C -u C α+=W （8-2） )/sin (sin )/(sin 11111111W C W C m αβ--== （8-3） 同理，可得动叶出口气流的绝对速度及其方向角为：222222cos u 2W -u W β+=C （8-4） ) /sin (sin 22212C W βα-= （8-5）8.1.2涡轮机的基本工作原理图8-6所示为小型单级冲动式汽轮机的简图，其主要零件包括喷嘴和装在叶轮上的动叶（图8-6a）。
工质连续不断地流过喷嘴和动叶流道（图8-6b）。
工质首先在喷嘴中膨胀，工质压力p降低，绝对速度c增大，将所含热能转换成动能。
然后高速流动的工质再进入动叶流道，压力继续再降低，并在动叶上产生作用力，推动叶轮转动，由于叶轮是和涡轮机主轴连接成一体的，故蒸汽的动能转换成了主轴输出的机械功。
图8-6 单级冲动式汽轮机的简图除了冲动式涡轮机外，还有一种反动式涡轮机，它是一种同时利用冲动力和反动力推动叶轮旋转输出机械功的。
根据反动作用原理产生反动力推动物体运动的例子，以发射运载火箭最为典型。
当火箭燃料燃烧，燃气高速喷离火箭射向大气，此时，高速的气流就给火箭体一个与气流方向相反的反作用力，推动火箭向前运动。
反动式涡轮机与冲动式涡轮机的不同点在于工质在它的动叶栅通道中同时实现热能变动能与动能变机械功的两重能量变化，反动式涡轮机总是多级的，在结构上它以静叶代替喷嘴，而以鼓式转子代替轮式转子。
图8-7表示一部反动式涡轮机的简图，图的上方曲线ⅠⅡ分别表示其中工质压力与速度的变化。
图8-7 反动式涡轮机1静叶，2汽缸，3动叶，4转子8.2 船舶汽轮机现代汽轮机的结构较复杂，往往由若干级组成，每一级包括一列静叶（或喷嘴）和一列动叶。
根据用途，船舶汽轮机可以分成主汽轮机和辅汽轮机两种，前者是在船舶主推进系统中驱动推进器的，后者则是用来驱动各种船用辅机的。
船舶主汽轮机机组主要由主汽轮机、冷凝器和齿轮减速器组成。
图8-8为典型的船舶主汽轮机结构剖视图。
图8-8 船舶主汽轮机机组1-高压汽轮机 2-低压汽轮机 3-冷凝器 4 -齿轮减速器 5-主推力轴承 6-支承轴承8.2.1船舶汽轮机的分类船舶汽轮机种类很多，并有不同的分类方法，下面作简要介绍。
按结构形式分类有单级汽轮机和由若干级组成的多级汽轮机；各级装在一个汽缸内的单缸汽轮机和各级分装在几个汽缸（分高、中、低压汽缸）内的多缸汽轮机；各级装在一根轴上的单轴汽轮机和各级装在两根平行轴上的双轴汽轮机。
按工作原理分类有蒸汽主要在各级喷嘴(或静叶)中膨胀的冲动式汽轮机、蒸汽在静叶和动叶中都膨胀的反动式汽轮机和蒸汽在喷嘴中膨胀后的动能在几列动叶上加以利用的速度级汽轮机。
按热力特性分类分为凝汽式、供热式、背压式、抽汽式和饱和蒸汽汽轮机等类型。
1）凝汽式汽轮机汽轮机排出的蒸汽流入凝汽器，排汽压力低于大气压力。
具有良好的热力性能，是最为常用的一种汽轮机。
2）供热式汽轮机既提供动力驱动发电机或其他机械，又提供生产或生活用热，具有较高的热能利用率。
3）背压式汽轮机排汽压力大于大气压力的汽轮机。
4）抽汽式汽轮机从中间级抽出蒸汽供热的汽轮机。
5）饱和蒸汽轮机以饱和状态的蒸汽作为新蒸汽的汽轮机。
按汽流方向分类有蒸汽沿轴向逐级流动的轴流式汽轮机，蒸汽沿径向从内径向外径逐级流动的径流式汽轮机。
8.2.2船舶汽轮机组的构造主要部件船用主汽轮机都是多级汽轮机，现代船用主汽轮机的级数一般为20～30级，且分置在两个或三个汽缸里。
我们知道，汽轮机按上述工作原理是不能倒转的，为了保证船舶能够倒航，在汽轮机上必须安装由若干级组成的倒车级。
船用主汽轮机的倒车级一般都安装在中压缸和低压缸内(三缸式机组)，或者只装在低压缸内(双缸式机组)，它的叶片安装方向与正车级正好相反。
当正车旋转时，没有蒸汽通往倒车级，倒车级只是空转，因此会增加一些能量损失。
当船舶要倒航时，关闭正车进汽阀而打开倒车进汽阀，蒸汽被引入倒车级，主汽轮机就反转。
通常倒车汽轮机的功率取为正车汽轮机功率的40%～50%，因为并不要求具备高度的经济性，所以级数都不多。
对于军舰用汽轮机，为了提高在低负荷时的经济性，还可采用附加的低速级。
低速级分为在巡航速度下用的巡航级和在经济速度下用的经济级。
为了使蒸汽能从一个汽缸流入另一个汽缸，并使低压缸流出的蒸汽进入凝汽器，在装置中安装有一定长度的大直径容汽管。
为了便于操纵，还设有各种仪表和阀等。
这些均是汽轮机组的重要辅助设备。
凝汽器是汽轮机组的重要的组成部分，在其中进行着蒸汽凝结。
汽轮机组的第三个组成部分为传动设备，它安放在汽轮机与推进器轴系之间。
图8-9所示为带一级减速齿轮的三缸式汽轮机一齿轮机组示意图。
图8-9 船舶汽轮机-齿轮机组示意图该机组由三个顺航汽轮机(高囚缸汽轮机、中压缸汽轮机和低压缸汽轮机)和两个倒航汽轮机(倒航高压缸汽轮机和倒航低压缸汽轮机)组成。
后者分别安置在顺航中压缸和低压缸汽轮机内。
新鲜蒸汽顺次地在各汽轮机内膨胀，工作后的废汽排入横挂在低压缸汽轮机下的凝汽器中。
高速的汽轮机将热能转化为机械能，通过齿轮减速机构和传动轴系，带动螺旋桨产生推力，克服船舶阻力使船以一定速度前进。
汽轮机本体由静止部分和转动部分构成。
静止部分称作“静子”，包括喷嘴、隔板、汽缸和轴承等主要部件；转动部分就是转子，它由动叶、叶轮及主轴等组成。