Co to jest turbopump?

Turbopump to pompa zaprojektowana w celu zwiększenia ciśnienia cieczy lub gazu w celu zwiększenia mocy silnika lub wydajności.Zastosowania tych pomp obejmują silniki samochodowe, rakietowe i o dużej mocy.Większość turbopump obejmuje pewnego rodzaju pompę rotodynamiczną w połączeniu z turbiną napędową.Prawie wszystkie turbopumpy są zbudowane z konstrukcją przepływu odśrodkowego lub osiowego.Pomimo wielu potencjalnych zastosowań, często uważa się je za trudne do zaprojektowania, a utrata pewnej wydajności jest uważana za powszechną.

Chociaż specyficzne wewnętrzne funkcjonowanie turbopump zależą od zastosowania i projektowania, podstawowy cel jest taki sam.Gaz lub płyn jest pompowany do komory, gdzie jest zmuszany do wyższego ciśnienia przez ostrza obracające się wzdłuż osi.Wiele razy pompy są zaprojektowane z określonymi kształtami, aby zachęcić do zwiększonego ciśnienia i dostarczania tego materiału pod ciśnieniem do określonego miejsca.Na przykład paliwo pod ciśnieniem można dostarczyć do niektórych silników, aby zwiększyć wydajność spalania wewnątrz silnika.

Zasadniczo istnieją dwa główne projekty używane do tworzenia turbopump.Najczęściej turbopump będzie oparty na koncepcji pompy odśrodkowej.W tym ciecz jest wstrzykiwana wzdłuż osi, a wirowanie obrotowe wymuszają materiał do krawędzi stopniowo poszerzającego dyfuzora.Projekty te często mogą wytwarzać najwyższe ciśnienia ze względu na stosunkowo nieograniczony przepływ materiałów przez dyfuzor.W rezultacie pompa odśrodkowa może być najczęściej widoczna w pojazdach wymagających dużej mocy, takich jak rakiety i zbiorniki.

Z drugiej strony osiowa pompa przepływu, zwykle wytwarza niższe ciśnienie z większą wydajnością.Płyn jest nadal uwalniany na jednym końcu komory, zwykle wzdłuż osi.Różnica polega na tym, że obracające się ostrza fizycznie popychają materiał w kierunku określonego miejsca, zamiast polegać na siłach odśrodkowych.Często w połączeniu z innymi pompami, pompa przepływu osiowego jest uważana za łatwiejszą do projektowania i wykorzystywania w maszynach, które nie wymagają dużych ilości energii lub paliwa ciśnieniowego.

Ogólnie rzecz biorąc, turbopumpy mogą być trudne do zaprojektowania i często działają przy zmniejszonej wydajności.W zależności od tego, czy turbopuma jest przepływem odśrodkowym czy osiowym, często można oczekiwać problemów, takich jak recyrkulacja i przepływ wsteczny.Większość tych problemów obejmuje paliwo lub inne materiały, które nie osiągają pożądanego ciśnienia za pierwszym razem przez komorę.W przypadku silników samochodowych i innych maszyn o niskiej mocy można tolerować utratę wydajności.W precyzyjnych maszynach, takich jak rakiety, ostrożne rozważenie jest zwykle konieczne, gdy wykorzystuje technologię turbopump.