Турбомашины используются для передачи энергии непрерывному потоку жидкости за счет динамического воздействия лопаток на вращающееся рабочее колесо или для приведения лопаток во вращение за счет энергии жидкости. В турбомашинах вращающиеся лопатки совершают положительную или отрицательную работу над жидкостью, повышая или понижая ее давление. Турбомашины делятся на две основные категории: первая — это рабочие машины, от которых жидкость поглощает энергию для увеличения напора или водяного столба, такие как лопастные насосы и вентиляторы; вторая — это первичные двигатели, в которых жидкость расширяется, понижает давление или водяной столб, вырабатывая энергию, такие как паровые и водяные турбины. Первичный двигатель называется турбиной, а рабочая машина — лопаточной гидравлической машиной.
В зависимости от принципа работы вентиляторы делятся на лопастные и объемные, при этом лопастные вентиляторы подразделяются на осевые, центробежные и смешанные. По типу создаваемого давления вентиляторы делятся на воздуходувки, компрессоры и вентиляторы. Действующий стандарт машиностроения JB/T2977-92 гласит: вентилятором считается тот, у которого на входе стандартные условия подачи воздуха, а давление на выходе (избыточное давление) составляет менее 0,015 МПа; воздуходувка называется вентилятором с давлением на выходе (избыточным давлением) от 0,015 МПа до 0,2 МПа; компрессор называется компрессором.
Основные части воздуходувки: спиральный корпус, коллектор и рабочее колесо.
Коллектор направляет газ к рабочему колесу, а условия на входе в рабочее колесо обеспечиваются геометрией коллектора. Существует множество форм коллекторов, в основном: бочкообразные, конусообразные, дугообразные, дугообразные, дугообразные конусообразные и так далее.
Рабочее колесо обычно состоит из четырех компонентов: кожуха, колеса, лопастей и вала. Его конструкция в основном состоит из сварных и заклепочных соединений. В зависимости от угла установки выходного отверстия рабочего колеса, его можно разделить на радиальное, переднее и заднее расположение. Рабочее колесо является важнейшей частью центробежного вентилятора, приводимого в движение первичным двигателем, сердцем центробежной турбинной машины, ответственным за процесс передачи энергии, описываемый уравнением Эйлера. Поток внутри центробежного рабочего колеса зависит от вращения рабочего колеса и кривизны его поверхности, а также сопровождается явлениями оттока, возврата и вторичного потока, что делает поток внутри рабочего колеса очень сложным. Условия потока внутри рабочего колеса напрямую влияют на аэродинамические характеристики и эффективность всей ступени и даже всей машины.
Улитка в основном используется для сбора газа, выходящего из рабочего колеса. Одновременно с этим, кинетическая энергия газа может быть преобразована в энергию статического давления газа путем умеренного снижения скорости газа, и газ может быть направлен к выходному отверстию улитки. Как для гидравлических турбомашин, изучение внутреннего поля потока является очень эффективным методом повышения производительности и эффективности работы воздуходувки. Для понимания реальных условий потока внутри центробежной воздуходувки и улучшения конструкции рабочего колеса и улитки с целью повышения производительности и эффективности, ученые провели множество фундаментальных теоретических анализов, экспериментальных исследований и численного моделирования центробежных рабочих колес и улитки.
