Co to jest Turbopump?

Turbopompa jest pompą zaprojektowaną w celu zwiększenia ciśnienia cieczy lub gazu w celu zwiększenia mocy lub wydajności silnika. Zastosowania tych pomp obejmują silniki samochodowe, rakietowe i samochodowe o dużej mocy. Większość pomp turbopompowych obejmuje pewnego rodzaju pompę rotodynamiczną w połączeniu z turbiną napędową. Prawie wszystkie turbopompy są zbudowane z przepływem odśrodkowym lub osiowym. Pomimo wielu potencjalnych zastosowań, często uważa się je za trudne w projektowaniu, a utratę pewnej wydajności uważa się za powszechną.

Chociaż konkretne działanie wewnętrzne turbopompy zależy od zastosowania i projektu, podstawowy cel jest taki sam. Gaz lub płyn jest pompowany do komory, gdzie jest zmuszony do wyższego ciśnienia przez łopatki obracające się wzdłuż osi. Wiele razy pompy są projektowane z określonymi kształtami, aby zachęcać do zwiększonego ciśnienia i dostarczania materiału pod ciśnieniem do określonego miejsca. Na przykład paliwo pod ciśnieniem może być dostarczane do niektórych silników w celu zwiększenia wydajności spalania wewnątrz silnika.

Zasadniczo istnieją dwa główne projekty stosowane do tworzenia turbin. Najczęściej turbopompa będzie oparta na koncepcji pompy odśrodkowej. Do nich wtryskuje się ciecz wzdłuż osi, a wirujące wirniki dociskają materiał do krawędzi stopniowo poszerzającego się dyfuzora. Te konstrukcje mogą często wytwarzać najwyższe ciśnienia ze względu na stosunkowo nieograniczony przepływ materiałów przez dyfuzor. W rezultacie pompa odśrodkowa może być najczęściej spotykana w pojazdach wymagających dużej mocy, takich jak rakiety i czołgi.

Natomiast pompa o przepływie osiowym 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 określone miejsce, zamiast polegać na siłach odśrodkowych. Często w połączeniu z innymi pompami uważa się, że pompa o przepływie osiowym jest łatwiejsza w projektowaniu i stosowaniu w maszynach, które nie wymagają dużych mocy lub paliwa pod ciśnieniem.

Ogólnie rzecz biorąc, turbopompy mogą być trudne w projektowaniu i często działają przy zmniejszonej wydajności. W zależności od tego, czy turbopompa jest przepływem odśrodkowym czy osiowym, często można oczekiwać problemów, takich jak recyrkulacja i przepływ wsteczny. Większość tych problemów polega na tym, że paliwo lub inne materiały nie osiągają pożądanego ciśnienia za pierwszym razem przez komorę. W przypadku silników samochodowych i innych maszyn o niskiej mocy utrata wydajności może być tolerowana. W precyzyjnych maszynach, takich jak rakiety, zwykle należy uważnie rozważyć zastosowanie technologii turbopompowej.