汽轮机是一种将蒸汽的热能转化为机械能的设备，广泛应用于发电厂和工业生产中。其工作原理基于蒸汽在高速流动过程中推动叶片旋转，从而实现能量转换。

基本结构

汽轮机主要由喷嘴（或静叶）、转子（装有动叶片）以及壳体组成。蒸汽首先通过高压喷嘴膨胀加速，然后冲击装有动叶片的转子，使其旋转。随着蒸汽压力和温度的降低，它会经过一系列不同压力级别的级组，每个级组包括一个喷嘴和一排动叶片，以及与之配合的静叶。

工作过程

1. 蒸汽准备：在实际运行前，需要将水加热至高温高压状态形成蒸汽。

2. 蒸汽膨胀加速：蒸汽进入第一级喷嘴后，在狭窄的空间内迅速膨胀并加速，这一过程使蒸汽的压力和温度降低。

3. 动能转换为机械能：高速流动的蒸汽冲击转子上的动叶片，迫使转子旋转，实现了从蒸汽的动能到机械能的转换。

4. 多级能量提取：由于蒸汽的能量随其膨胀而减少，因此通常采用多级设计，每一级都能进一步提取蒸汽的能量。

5. 冷凝：最后，蒸汽在低压缸中继续膨胀直到几乎完全转化为液体水，这些水随后被回收利用或排放。

应用

汽轮机是现代电力生产中最常用的原动机之一，尤其在火力发电站中扮演着核心角色。此外，它们也被用于核电站、船舶推进系统及某些类型的飞机发动机中。

总之，汽轮机的工作原理是基于流体力学和热力学的基本定律，通过精心设计的多级结构高效地转化能量，为现代社会提供了大量的清洁能源。