turbokoneissa

Turbokoneet ovat laitteita, joissa energia siirretään roottorin ja virtaavan nesteen tai kaasun välillä. Ne voivat sekä lisätä että vähentää virtaavan aineen painetta ja nopeutta siten, että energia siirretään roottorilta aineelle tai päinvastoin. Turbokoneet jaetaan yleisesti turbiineihin jälkeen sekä kompressoreihin ja pumppuihin, jotka sekä ottavat energiaa aineelta että lisäävät sen paineense. Puhaltimet eli fanit kuuluvat usein samaan laitteistoon, kun ne ohjaavat virtausta pienemmällä paineella tai suuremmalla virtausnopeudella.

Toimintaperiaate pohjautuu roottorin ja staattorin väliseen vuorovaikutukseen: roottorin siivet tai impellerit muuntavat virtaavan aineen paine- ja kineettistä energiaa, ja staattorit muokkaavat virtaussuuntausta ja paineita. Koneet voivat olla aksiaalisia, radiaalisti tai sekoitettua virtausta käyttävästi. Keskeisiä rakennusosia ovat roottori, siivet, staattori sekä kotelo; usein käytetään jäähdytystä ja voitelua sekä tukea tärinänhallinnalle.

Suorituskykyä kuvaavat muun muassa hyötysuhde, kokonaispaine-ero, tilavuusvirta ja tehollinen työ. Isentropinen hyötysuhde mittaa, kuinka lähelle ideaalitilaa kone toimii. Turbokoneet suunnitellaan erityisesti käyttöalueen mukaan ottaen huomioon materiaalit, lämpötilat, kestävyyden sekä turvallisuus- ja ympäristövaikutukset.

Käyttökohteita ovat voimalaitokset ja sähkön tuotanto, ilmailu ja liikenne, prosessiteollisuus sekä jäähdytys- ja ilmanvaihtojärjestelmät. Turbokoneet ovat keskeisiä monissa sovelluksissa, joissa tarvitaan tehokasta energian muuntamista ja virtausten hallintaa.