涡轮机构

流体机械（Turbomachinery，又译涡轮机构）是利用流体作为工作介质的一大类机械产品的通称。狭义上来理解，流体机械则专指流体叶轮机械，也称为透平机械，包括泵、风机和压缩机。

在机械工程领域中，涡轮机构是一门学科，主要探讨将存在于流体或是转动机件之能量的转换机械装置。换句话说，任何机械装置，只要可以撷取流体之动能、位能或内能变成机械能，或是将机械能转换成流体之动能、位能或内能的装置，就是涡轮机构。涡轮机构包含涡轮机及压缩机，在涡轮机中，流体对机械作功；而压缩机则是机械对流体做功。对于可压缩流体，这两种机械装置都建立于两个基础原理之上，其为牛顿第二定律和欧拉能量方程。同时也是热力学及流体力学的应用。

历史

最早的叶轮机械出现在工业革命之前，人类很早就会利用风能和水能来为生产和生活提供便利，比如：风车和水车。最早的水泵，利用大气压原理进行抽水，通过不断旋转螺旋式的活塞，来抬高泵体内的水位。进入工业革命后，配备动力装置的风机和水泵开始广泛应用于工业和日产生活领域。现在各种叶轮机械的能耗是十分巨大的，中国大陆每年的发电总量有45％左右消耗在了叶轮机械上。所以开发高效率的叶轮机械产品，对于节约能源，保护资源具有非常重大的意义。

分类

• 机械对流体作功
  • 液体：泵（非压缩流体）
    • 离心泵
    • 轴式泵
  • 气体：压缩机（可压缩流体）
    • 离心压缩机
    • 轴式压缩机
    • 风扇

• 流体对机械作功（可压缩流体）
  • 液体：水轮机（非压缩流体）
    • 反动式水轮机
    • 冲击式水轮机
  • 气体：涡轮机（可压缩流体）
    • 燃气涡轮机
    • 蒸汽涡轮机
    • 风力发动机

叶片设计

无论是涡轮机还是压缩机，离心式或是轴式，涡轮叶片设计将是一大重点。无论叶片翼型的选择，进气(液)角、排气(液)角，叶片的数目都会影响该机械之性能及热效率。为避免共振，工程师大都会把叶片的数目设定在素数。

参见

• 涡轮发动机
• 压缩机