Qu'est-ce qu'une turbopompe?
Une turbopompe est une pompe conçue pour augmenter la pression d’un liquide ou d’un gaz dans le but d’accroître la puissance ou les performances du moteur. Les applications de ces pompes comprennent les moteurs de voitures, de fusées et de véhicules à haute puissance. La plupart des turbopompes comprennent une sorte de pompe rotodynamique associée à une turbine motrice. Presque toutes les turbopompes sont construites avec une conception à flux centrifuge ou axial. Malgré les nombreuses utilisations potentielles, leur conception est souvent considérée comme difficile, et une perte d'efficacité est considérée comme courante.
Bien que le fonctionnement interne spécifique d'une turbopompe dépende de l'application et de la conception, l'objectif fondamental est le même. Le gaz ou le fluide est pompé dans une chambre où il est forcé à une pression plus élevée par des pales tournant le long d'un axe. Plusieurs fois, les pompes sont conçues avec des formes spécifiques pour encourager une pression accrue et la livraison de ce matériau sous pression à un endroit spécifique. Le carburant sous pression, par exemple, peut être introduit dans certains moteurs pour augmenter l'efficacité de la combustion à l'intérieur du moteur.
Il existe généralement deux principaux modèles utilisés pour créer des turbopompes. Le plus souvent, une turbopompe sera basée sur le concept de pompe centrifuge. Dans ceux-ci, le liquide est injecté le long d'un axe et les rotors en rotation forcent le matériau aux bords d'un diffuseur s'élargissant progressivement. Ces conceptions peuvent souvent produire les pressions les plus élevées en raison de l’écoulement relativement libre des matériaux à travers le diffuseur. En conséquence, une pompe centrifuge pourrait être le plus souvent utilisée dans les véhicules nécessitant beaucoup de puissance, tels que les fusées et les chars.
En revanche, une pompe à flux axial produit généralement une pression inférieure avec une efficacité accrue. Le fluide est toujours libéré à une extrémité de la chambre, généralement le long d'un axe. La différence est que les pales en rotation poussent physiquement le matériau vers un emplacement spécifié plutôt que de compter sur les forces centrifuges. Souvent associée à d'autres pompes, une pompe à flux axial est considérée comme plus facile à concevoir et à utiliser dans des machines ne nécessitant pas de grandes quantités de puissance ou de carburant sous pression.
En général, les turbopompes peuvent être difficiles à concevoir et fonctionnent souvent avec une efficacité réduite. Selon qu'une turbopompe est à flux centrifuge ou axial, des problèmes tels que la recirculation et le reflux peuvent souvent être attendus. La plupart de ces problèmes impliquent que le carburant ou d'autres matériaux n'atteignent pas la pression souhaitée la première fois à travers la chambre. Avec les moteurs de voiture et les autres machines à faible puissance, une perte d'efficacité peut être tolérée. Dans les machines précises telles que les fusées, une attention particulière est généralement requise lors de l'utilisation de la technologie de turbopompe.