图1-2渐缩喷嘴速度系数φ随叶片高度ln的变化曲线
蒸汽在喷嘴中的膨胀过程如图1-1所示。在其出口，喷嘴的实际汽流速度c1比理想速度c1t要小，所损失的动能又重新转变为热能，在等压下被蒸汽吸收，比熵增加，使喷嘴出口汽流的比焓值升高。因此，蒸汽在喷嘴内的实际膨胀过程不再按等比熵线进行，而是一条熵增曲线。根据式(1-10)，喷嘴出口蒸汽的实际速度可写成
(1-12a)
喷嘴中的动能损失Δhn*与速度系数φ之间的关系可用下式表示：
(1-13)
蒸汽在喷嘴中的动能损失Δhn与蒸汽在喷嘴中的滞止理想比焓降Δhn*之比称为喷嘴的能量损失系数，用φn表示。它与速度系数φ之间的关系可表示为
(1-14)
(四)喷嘴中的临界条件和喷嘴临界压力比
在喷嘴中，当蒸汽作等比熵膨胀到某一状态时，汽流速度就和当地音速相等，即c1t=a，则称这时蒸汽达到临界状态，此时马赫数Ma=c1t／a=1，这一条件称为
临界条件。临界条件下的所有参数均称为临界参数，在右下角以\表示，如临界速度c1c、临界压力p1c等。临界速度为
(1-15)
式中：k是蒸汽的绝热指数。由式(1-15)可知，当蒸汽状态确定后，临界速度c1c只决定于喷嘴的进口蒸汽参数。 压力比εn和马氏数Ma的关系为
(1-16)
当马赫数Ma=1时，可得临界压力比：
(1-17)
与上述k值相对应，对过热蒸汽而言，临界压力比ε蒸汽εnc=0.577。
(五)通过喷嘴的蒸汽流量
在理想情况下，当喷嘴前后的压力比εn大于临界压力比ε性方程式Gntvlt=Anclt，可得
ncnc
=0.546，对于干饱和
时，根据连续
(1-18)
流经喷嘴的实际流量Gn和理想流量Gnt之比值称为流量系数，用μ表示，即
(1-19)
因此，通过喷嘴的实际流量可由下式求得
(1-20)
式中：An对于渐缩喷嘴为出口截面，对于缩放喷嘴则为喉部面积，εn改用临界压力比εnc。
流量系数μn主要与蒸汽状态及蒸汽在喷嘴内膨胀的程度有关，可根据试验曲线查得，如图1-3所示。
当喷嘴前后压力比εn等于或小于临界压力比时，则理想临界流量，根据式(1-18)为
(1-21)
图1-3喷嘴和动叶的流量系数
对通过过热蒸汽的喷嘴，k=1.3，此时α=0.6673；对通过饱和蒸汽的喷嘴，k=1.135，此时α=0.6356。 实际临界流量Gn=μnGnct,即 对于过热蒸汽，μn=0.97，
(1-22)
对于饱和蒸汽，μn=1.02，
(1-22a)
可见，通过喷嘴的最大蒸汽流量(即临界流量)，在喷嘴出口面积和蒸汽性质确定后，只与蒸汽的初参数有关；只要蒸汽初参数已知，通过喷嘴的临界蒸汽流量即为确定值。
下面我们引出流量比的概念，当喷嘴进出口压力比εn=p1／p0。处于某个数值时，其相应的流量Gn与同一初状态下的临界流量Gnc之比值称为流量比，用β表示，也称为彭台门系数，即
(1-23)
从式(1-23)可知，β的大小与喷嘴的进口状态(p0*、v0*)、压力比εn和蒸汽的绝热指数k有关。如果蒸汽的进口状态已知，那么，在亚临界压力的情况下，只是喷嘴出口压力p1的单值函数；而在临界压力和超临界压力的情况下，β达最大值(β=1)，并不再随出口压力p1的变化而变化。对于过热蒸汽，在不同压力比εn下的值，可由表1-l查得，也可由图1-4查得。 (六)蒸汽在喷嘴斜切部分的膨胀
在汽轮机的一个级中，为保证汽流进入动叶时有良好的方向，在喷嘴出口处总具有一个斜切部分，如图1-5所示。
图1-4渐缩喷嘴的β曲线(k=1.3)
图1-5带有斜切部分的渐缩喷嘴
图中AB是渐缩喷嘴的出口截面，即喉部截面。ABC是斜切部分，喷嘴中心线与动叶运动方向成α1角。当喷嘴进汽压力为p0，且作不超临界膨胀时，汽流将在出口截面AB上达到喷嘴出口处压力p1，这时在斜切部分汽流不发生膨胀；但是在超临界的情况下，即εnεnc时，AB截面上的压力只能达到临界值，p1=p1c。当喷嘴出口压力pl小于临界压力p1c时，汽流在斜切部份将发生膨胀。 汽流在喷嘴斜切部份发生膨胀时，除了使汽流速度增加而大于音速外，汽流的方向也将发生偏转，不再以α1角流出，而是以(α1+δ1)的角度从喷嘴射出。δ1为汽流的偏转角，根据连续性方程式，可由下式计算：