Адиабатным кпд ступени турбины называется отношение

. (6.11)

или (для неохлаждаемой ступени)

, (6.12)

т.е. адиабатический КПД неохлаждаемой ступени турбины равен отношению действительного теплоперепада к располагаемому.

Таким образом, этот КПД учитывает снижение (вследствие наличия гидравлических потерь) действительного теплоперепада в ступени (т.е. уменьшения энтальпии газа, преобразуемой в работу на валу и в приращение кинетической энергии газового потока) по сравнению с тем, который имел бы место при адиабатном процессе расширения.

Полагая средние значения теплоемкости газа в идеальном и реальном процессах расширения одинаковым, формулу (6.12) можно записать как

. (6.13)

КПД ступени турбины в параметрах заторможенного потока (cокращенно – КПД ступени турбины) равен

(6.14)

или (для неохлаждаемой ступени)

. (6.15)

Значения (используемого в расчетах) и мало отличаются друг от друга и обычно в неохлаждаемых ступенях турбины равны 0,9 … 0,92.

В ступенях с интенсивным воздушным охлаждением сопловых и рабочих лопаток от газового потока к стенкам лопаток отводится теплота, что уменьшает располагаемую работу расширения газа (т. е. работу расширения при отсутствии гидрав­лических потерь). Однако, это уменьшение не превышает долей процента от адиабатического теплоперепада H, в связи с чем формула (6.11) используется и для охлаждаемых ступеней. Но работа на валу ступени (при том же Н) и, соответственно, КПД охлаждаемой ступени при этом несколько (обычно на 1 … 2 %) снижаются. Кроме того, уравнения (6.9) и (6.10) в этом случае уже неточны и соответственно формулы (6.13) и (6.15) завыша­ют значение КПД ступени.

Мощностным кпд ступени турбины называется отношение работы на валу ступени к располагаемому теплоперепаду

. (6.16)

Как видно, он отличается от адиабатического КПД , определяемого формулой (6.11), тем, что не учитывает кинетическую энергию газа на выходе из ступени, равную . Обеспечение достаточно высокого его значения важно в тех случаях, когда рассматриваемая ступень установлена, например, на выходе из вертолетного ГТД или из вспомогательной силовой установки, когда эта кинетическая энергия является потерянной, так как не может быть использована в дальнейшем для получения какой-либо полезной работы. Поэтому величину в теории турбин принято называть потерями с выходной скоростью. Для отдельно взятой ступени турбины эффективный КПД заметно меньше адиабатического и обычно не превышает значений порядка 0,8.

Степень реактивности ступени представляет собой от­ношение располагаемого теплоперепада в рабочем колесе Н_{р к} (см. рис. 6.5) к распо­лагаемому теплоперепаду в ступени:

. (6.17)

Ступень, имеющая р₁ = р₂ , т. е. и _ст = 0, называется активной. Для авиационных турбин на среднем радиусе обычно _ст = 0,3 ... 0,4. Такие ступени называются реактивными.