速度级的轮周效率则为
(1-64)
(1-65)
上式中，由于速度级的进口速度c0很小，其余速多半因直径和部分进汽度的改变，也不能为下一级所利用，因此，级的理想可用能量即为该级的理想比焓降。轮周功和轮周效率也可由能量平衡的条件求得，有
(1-66)
式中等号右侧各量依次为级的理想焓降、喷嘴损失、第一列动叶损失、导叶损失、第二列动叶损失及余速损失。 轮周效率则为
式中：δn、δb、δ
gb
(1-67)
、δ'b、δ
c2
。分别为速度级的各项损失系数。
图1-19具有反动度速度级的热力过程
速度级的最佳速度比可由图1-17分析得到，也可按dεu/dx1=0的条件求得，则
(1-68)
最佳的假想速度比则为
(1-69)
上列最佳速度比值是在速度级的反动度为零的条件下求得的。在速度级的实际应用中，为提高其效率，在它的动叶和导叶中也取用一定的反动度，但由于这种级经常是部分进汽的，因此反动度不能太大。一般情况下，速度级的反动度为5％～15％。采用适当的反动度后，速度级的最佳速度比值也相应增大。 第三节叶栅尺寸的确定
一、喷嘴栅尺寸的确定 (一)喷嘴型式的确定
在确定喷嘴尺寸时，首先应根据喷嘴的前后压力比εn=p1/p0*的大小是否超临界来确定喷嘴的型式。
当εn大于或等于εnc时，无一例外地采用渐缩喷嘴。当εn小于εnc较多时，例如εn<0.2～0.4时，这时不得不采用缩放喷嘴；而当εn=0.45～0.577时，仍可采用渐缩喷嘴，利用喷嘴斜切部分的膨胀，以获得超音速汽流。但此时要求因斜切膨胀引起的汽流偏转角度不可过大，一般要求不超过3°～5°，否则将会使效率降低较多。
(二)喷嘴栅尺寸与流量关系方程式
喷嘴栅尺寸与流量的关系是根据连续性方程Gv=Ac的条件决定。当喷嘴栅前后的压力比大于临界压力比，即汽流在喷嘴栅中作亚音速流动时，可有
Gnv1t=μnAnc1t (1-70)
如图1-20所示，喷嘴出口面积An=zntnlnsinα1，式中，zn为该级的喷嘴数；tn为相邻喷嘴的节距；ln为喷嘴高度。这样，式(1-70)可写成
Gnv1t=μnc1tzntnlnsinα1
令部分进汽度e为工作喷嘴所占的圆周长度与全圆周长度之比，即e=zntn/πdn。
式中dn为喷嘴半高处(节圆)的直径。则连续性方程又可写成
(1-70a)
(1-70b)
下面对式(1-70)中的各变量作简要说明。
通过该级喷嘴栅的流量G。和喷嘴半高处的直径dn在汽轮机级的热力计算中是已知的。喷嘴流量系数从可查图1-3得到。对于过热蒸汽μn=0.97，湿蒸汽μn=1.0～1.02。喷嘴出口汽流方向角α1可由叶栅特性曲线查得，通常在高压级内，α1取较小值，使级效率较高，同时，由于α1值较小，也可使喷嘴高度不致
过小，ln可增大至20mm附近。一般情况下，对于冲动级α1=11°～14°，反动级α1=18°～20°。
喷嘴出口理想比容v1t，可由该级热力设计中所分配的理想比焓降及根据该级反动度的大小，由h-s图确定。喷嘴出口理想速度c1t可由式(1-10)或(1-33)计算得出。
图1-20喷嘴汽道示意图
关于部分进汽度e的确定，对于汽轮机的级，一般都采用全周进汽，即e=1。而对于调节级(即喷嘴调节汽轮机的第一级)和某些高压级，由于容积流量Gv值很小，若全周进汽，会使喷嘴高度小于极限值11～15mm，端部损失急骤增大，效率明显降低，此时就不得不采用部分进汽，在通流面积不变的条件下，而使喷嘴高度ln增大。这里需要说明的是，采用部分进汽也会增加损失，使效率降低，特别是当e<0.15时，损失将急骤增大。因此，当Gv较小时，应合理地选择e、ln，α1之值，以获得较高的效率。通常可以先确定ln，求e。若e太小，则可改变α1或ln，以提高e。总之，应在保证ln不小于11～15mm的条件下，尽可能使e接近1。
当喷嘴栅前后压力比等于或小于临界压力比，即汽流在喷嘴栅中作音速或超音速流动时，汽流在喷嘴槽道中会出现最小(喉部)截面，并且在这个截面上汽流参数达到临界值。
根据式(1-22)和式(1-22a)，通过喷嘴的实际临界流量可统一近似表达为
(1-71)
则喷嘴喉部面积及喷嘴高度分别为
(1-72)
(1-73)
对于渐缩喷嘴，当利用斜切部分膨胀获得超音速汽流时，喷嘴出口汽流的方向角为
(1-74)
式中vc--喷嘴最小截面处蒸汽的临界比容，kg/m；
2
cc--喷嘴中蒸汽的临界速度，间的理想比焓降。
，m/s；Δhc为p1～ε
nc
p0*之
此时，汽流将发生偏转，偏转角为α1，喷嘴汽流实际出口角、出口面积都要大于喉部的汽流出口角和喉部面积。在作动叶进口速度三角形时，应以(α1+δ1)代替α1。这样，喷嘴出口的连续性方程可写成
Gnv1t=μneπdnlnc1tsinα1
二、动叶栅尺寸的确定
(一)动叶栅出口连续性方程
当汽流在动叶栅中作亚音速流动时，可有
(1-75)
Gbv2t=μbAbw2t
式中Gb--通过动叶栅的流量；
(1-76)