Hva er en turbopump?
En turbopump er en pumpe designet for å øke trykket på en væske eller en gass med målet å øke motorkraften eller ytelsen. Bruksområder for disse pumpene inkluderer bil-, rakett- og høydrevne kjøretøysmotorer. De fleste turbopumper har en slags rotodynamisk pumpe kombinert med en drivende turbin. Nesten alle turbopumper er bygget med en sentrifugal- eller aksial strømningsdesign. Til tross for mange potensielle bruksområder, blir de ofte ansett som utfordrende å designe, og tap av viss effektivitet anses som vanlig.
Selv om den spesifikke indre virkemåten til en turbopumpe er avhengig av påføring og design, er det grunnleggende målet det samme. Gass eller væske pumpes inn i et kammer, hvor det tvinges til et høyere trykk ved hjelp av blader som roterer langs en akse. Mange ganger er pumpene designet med spesifikke former for å oppmuntre til økt trykk og levering av det trykksatte materialet til et spesifikt sted. Trykkolje kan for eksempel leveres i noen motorer for å øke forbrenningseffektiviteten inne i motoren.
Det er vanligvis to hovedutførelser som brukes til å lage turbopumper. Oftest vil en turbopump være basert på konseptet med en sentrifugalpumpe. I disse injiseres væske langs en akse, og rotasjonsrotorene tvinger materialet til kantene på en gradvis utvidende diffusor. Disse designene kan ofte produsere det høyeste trykk på grunn av den relativt ubegrensede strømmen av materialer gjennom diffusoren. Som et resultat kan en sentrifugalpumpe oftest sees i kjøretøy som krever mye kraft, for eksempel raketter og stridsvogner.
En aksial strømningspumpe produserer derimot vanligvis lavere trykk med større effektivitet. Væske frigjøres fortsatt i den ene enden av et kammer, vanligvis langs en akse. Forskjellen er at de roterende bladene fysisk skyver materialet mot et spesifikt sted i stedet for å stole på sentrifugalkrefter. Ofte kombinert med andre pumper, anses en aksial strømningspumpe som enklere å utforme og bruke i maskiner som ikke krever store mengder kraft eller trykkdrivstoff.
Generelt kan turbopumps være utfordrende å designe og ofte operere med redusert effektivitet. Avhengig av om en turbopumpe er sentrifugal eller aksiell strømning, kan det ofte forventes problemer som resirkulering og bakoverstrømning. De fleste av disse problemene involverer at drivstoffet eller andre materialer ikke når ønsket trykk første gang gjennom kammeret. Med bilmotorer og andre maskiner med lav effekt kan du tåle effektivitetstap. I presise maskiner som raketter er det vanligvis nødvendig med nøye hensyn når man bruker turbopump-teknologi.