根據能量轉換和守恒定律可知，氣體在透平膨脹機內進行絕熱膨張對外作功時，氣體的能量焓值一定要減少，從而使氣體本身強烈地冷卻，而達到制冷的目的。透平膨脹機的實際制冷量總比理論制冷量要小，因此，膨脹機的效率總是小于1。膨脹機的效率越低，則在相同進、出口壓力和進口溫度下，膨脹機的單位工質制冷量越小，反映出膨脹機的溫降效果越小。

膨脹機的效率高低取決于膨脹機內的各種損失的大小。由于各種損失的存在，使氣體對外做功的能力降低。而這些損失(如摩擦、渦流等)又以熱的形式傳給氣體本身，使氣體的出口溫度升高，溫降效果減小。其損失主要有以下幾種：

1)流動損失。氣流流過導流器和工作輪時，由于流道表面的摩擦、局部產生漩渦、氣流撞擊等產生的損失屬于流動損失。

流動損失的大小與流道形狀是否與氣流流動方向相適應、表面光潔程度等因素有關。流道除了與設計、制造技術水平有關外，膨脹機內流道的磨損、雜質在表面積聚、轉速變化而使氣流進入葉輪時產生的撞擊等，都會增加流動損失。一般情況下，導流器內的流動損失約占總制冷量的5%，工作輪內的流動損失約占總制冷量的6%。

2)工作輪輪盤的摩擦鼓風損失。工作輪在旋轉時，輪盤周圍的氣體對葉輪的轉動有一摩擦力，輪盤將帶動氣體運動。由此產生的摩擦熱將使氣體的溫度升高，這種損失稱為摩擦鼓風損失。它與工作輪的直徑及轉速等因素有關，一般占總制冷量的3%～4%。

3)泄漏損失。泄漏損失包括內泄漏和外泄漏兩種，如圖71所示。內泄漏是指一部分氣體經過導流器后不通過葉輪膨脹，而直接從工作輪與機殼之間的縫隙漏出，與通過葉輪膨脹的氣體匯合。這小股泄漏氣體未經過葉輪的進一步膨脹，溫度較高，因而使膨脹機的制冷量減小，降低了膨脹機的效率。內泄漏量的大小取決于轉子與機殼之間的間隙，因此在安裝時要嚴格控制在規定公差范圍之內。

外泄漏是指通過輪盤后部沿軸間隙向外泄漏出的氣體。這部分氣體的泄漏對膨脹機的效率沒有影響，但是將減少總的制冷量。同時外漏氣體的冷量也無法回收，所以它對產冷的影響是很大的。外泄漏量的大小與密封裝置結構、間隙以及是否通壓力密封氣有關。

4)排氣損失。通過膨脹機的氣體在出口還具有一定的速度，叫做余速。余速越高，能量損失也越大，這部分損失叫做排氣損失或余速損失。排氣損失不僅與設計有關，在運轉過程中當轉速變化偏離設計工況時，也會使氣流出口速度增加，效率降低。

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