Vad är en turbopump?
En turbopump är en pump som är utformad för att öka trycket på en vätska eller gas med målet att öka motorns effekt eller prestanda. Tillämpningar för dessa pumpar inkluderar bil-, raket- och högdrivna fordonsmotorer. De flesta turbopumpar innehåller en slags rotodynamisk pump i kombination med en drivande turbin. Nästan alla turbopumpar är byggda med en centrifugal- eller axiell flödesdesign. Trots de många potentiella användningarna anses de ofta vara utmanande att utforma, och förlust av viss effektivitet anses vanligt.
Även om de specifika inre funktionerna i en turbopump beror på applikationen och designen, är det grundläggande målet detsamma. Gas eller vätska pumpas in i en kammare, där den tvingas till ett högre tryck av blad som roterar längs en axel. Många gånger är pumparna utformade med specifika former för att uppmuntra till ökat tryck och leverans av det trycksatta materialet till en specifik plats. Trycksatt bränsle kan till exempel levereras till vissa motorer för att öka förbränningseffektiviteten inuti motorn.
Det finns i allmänhet två huvudkonstruktioner som används för att skapa turbopumpar. Oftast kommer en turbopump att baseras på konceptet med en centrifugalpump. I dessa injiceras vätska längs en axel, och de roterande rotorerna tvingar materialet till kanterna på en gradvis breddande diffusor. Dessa konstruktioner kan ofta ge högsta tryck på grund av det relativt obegränsade flödet av material genom diffusorn. Som ett resultat kan en centrifugalpump oftast ses i fordon som kräver mycket kraft, såsom raketer och tankar.
En axiell flödespump producerar å andra sidan vanligtvis lägre tryck med större effektivitet. Fluid frigörs fortfarande i ena änden av en kammare, vanligtvis längs en axel. Skillnaden är att de roterande bladen fysiskt pressar materialet mot en specificerad plats snarare än att förlita sig på centrifugalkrafter. Ofta i kombination med andra pumpar anses en axiell flödespump vara enklare att konstruera och använda i maskiner som inte kräver stora mängder kraft eller trycksatt bränsle.
Generellt sett kan turbopumpar vara utmanande att utforma och arbetar ofta med reducerad effektivitet. Beroende på om en turbopump är centrifugalt eller axiellt flöde, kan problem som återcirkulation och bakåtflöde ofta förväntas. De flesta av dessa problem involverar bränslet eller andra material som inte når det önskade trycket första gången genom kammaren. Med bilmotorer och andra lågeffektmaskiner kan effektivitetsförlust tolereras. I exakta maskiner som raketer är det vanligtvis nödvändigt att ta hänsyn till när turbopumptekniken används.