Che cos'è una turbopompa?

Una turbopompa è una pompa progettata per aumentare la pressione di un liquido o gas con l'obiettivo di aumentare la potenza o le prestazioni del motore. Le applicazioni per queste pompe includono auto, razzi e motori di veicoli ad alta potenza. La maggior parte delle turbopompe include una sorta di pompa rotodinamica combinata con una turbina di azionamento. Quasi tutte le turbopompe sono costruite con un design a flusso centrifugo o assiale. Nonostante i molti usi potenziali, sono spesso considerati difficili da progettare e la perdita di efficienza è considerata comune.

Sebbene il funzionamento interno specifico di una turbopompa dipenda dall'applicazione e dal design, l'obiettivo di base è lo stesso. Il gas o il fluido viene pompato in una camera, dove viene forzato a una pressione più elevata dalle pale che ruotano lungo un asse. Molte volte le pompe sono progettate con forme specifiche per incoraggiare una maggiore pressione e consegna di quel materiale in pressione in una posizione specifica. Il carburante in pressione, ad esempio, può essere erogato in alcuni motori per aumentare l'efficienza della combustione all'interno del motore.

Esistono generalmente due progetti principali utilizzati per creare turbopompe. Molto spesso, una turbopompa si baserà sul concetto di una pompa centrifuga. In questi, il liquido viene iniettato lungo un asse e i rotori rotanti spingono il materiale ai bordi di un diffusore che si allarga progressivamente. Questi design possono spesso produrre le massime pressioni a causa del flusso relativamente illimitato di materiali attraverso il diffusore. Di conseguenza, una pompa centrifuga potrebbe essere vista il più delle volte in veicoli che richiedono una grande potenza, come razzi e carri armati.

Una pompa a flusso assiale, d'altra parte, produce generalmente una pressione più bassa con maggiore efficienza. Il fluido viene ancora rilasciato a un'estremità di una camera, generalmente lungo un asse. La differenza è che le pale rotanti spingono fisicamente il materiale verso una posizione specificata anziché fare affidamento sulle forze centrifughe. Spesso combinata con altre pompe, una pompa a flusso assiale è considerata più facile da progettare e utilizzare in macchine che non richiedono grandi quantità di potenza o carburante in pressione.

In generale, le turbopompe possono essere difficili da progettare e spesso funzionano a efficienze ridotte. A seconda che una turbopompa sia un flusso centrifugo o assiale, possono spesso verificarsi problemi come il ricircolo e il flusso all'indietro. La maggior parte di questi problemi riguarda il carburante o altri materiali che non raggiungono la pressione desiderata la prima volta attraverso la camera. Con i motori delle auto e altre macchine a bassa potenza, la perdita di efficienza può essere tollerata. In macchine precise come i razzi, di solito è necessaria un'attenta considerazione quando si utilizza la tecnologia turbopompa.