Una turbopompa è una pompa progettata per aumentare la pressione di un liquido o di un gas con l’obiettivo di aumentare la potenza o le prestazioni del motore. Le applicazioni per queste pompe includono motori per auto, razzi e veicoli ad alta potenza. La maggior parte delle turbopompe include una sorta di pompa rotodinamica combinata con una turbina motrice. Quasi tutte le turbopompe sono costruite con un design a flusso centrifugo o assiale. Nonostante i molti potenziali usi, sono spesso considerati difficili da progettare e la perdita di una certa 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 è forzato a una pressione più elevata da lame che ruotano lungo un asse. Molte volte le pompe sono progettate con forme specifiche per incoraggiare una maggiore pressione e la consegna di quel materiale pressurizzato in una posizione specifica. Il carburante pressurizzato, ad esempio, può essere erogato in alcuni motori per aumentare l’efficienza della combustione all’interno del motore.
Ci sono generalmente due progetti principali utilizzati per creare turbopompe. Molto spesso, una turbopompa si baserà sul concetto di 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 progetti possono spesso produrre le pressioni più elevate a causa del flusso relativamente illimitato di materiali attraverso il diffusore. Di conseguenza, una pompa centrifuga potrebbe essere vista più spesso nei veicoli che richiedono una grande potenza, come razzi e carri armati.
Una pompa a flusso assiale, d’altra parte, produce solitamente una pressione inferiore con maggiore efficienza. Il fluido viene ancora rilasciato a un’estremità di una camera, di solito lungo un asse. La differenza è che le lame rotanti spingono fisicamente il materiale verso una posizione specificata invece di affidarsi a 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 pressurizzato.
In generale, le turbopompe possono essere difficili da progettare e spesso funzionano con efficienze ridotte. A seconda che una turbopompa sia a flusso centrifugo o assiale, spesso ci si possono aspettare 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 delle turbopompe.