Turbomaschinen übertragen Energie auf einen kontinuierlichen Fluidstrom durch die dynamische Wirkung der Schaufeln auf das rotierende Laufrad oder fördern die Rotation der Schaufeln durch die Energie des Fluids. In Turbomaschinen verrichten die rotierenden Schaufeln positive oder negative Arbeit am Fluid und erhöhen oder senken so dessen Druck. Turbomaschinen lassen sich in zwei Hauptkategorien unterteilen: Arbeitsmaschinen, in denen das Fluid Energie aufnimmt, um die Förderhöhe zu erhöhen (z. B. Flügelzellenpumpen und Ventilatoren); und Antriebsmaschinen, in denen das Fluid expandiert, den Druck reduziert oder die Förderhöhe Energie erzeugt (z. B. Dampfturbinen und Wasserturbinen). Die Antriebsmaschine wird Turbine genannt, die Arbeitsmaschine Schaufelradturbine.
Je nach Funktionsprinzip lassen sich Ventilatoren in Schaufelrad- und Volumenstromventilatoren unterteilen. Schaufelradventilatoren wiederum werden in Axial-, Radial- und Mischstromventilatoren unterteilt. Nach dem Druck werden Ventilatoren in Gebläse, Kompressoren und Lüfter eingeteilt. Die aktuelle Norm für den Maschinenbau JB/T2977-92 definiert: Ein Ventilator ist ein Ventilator, dessen Lufteintritt den Standardbedingungen entspricht und dessen Austrittsdruck (Überdruck) unter 0,015 MPa liegt. Bei einem Austrittsdruck (Überdruck) zwischen 0,015 MPa und 0,2 MPa spricht man von einem Gebläse. Bei einem Austrittsdruck (Überdruck) über 0,2 MPa spricht man von einem Kompressor.
Die Hauptbestandteile des Gebläses sind: Spiralgehäuse, Sammler und Laufrad.
Der Kollektor lenkt das Gas zum Laufrad, wobei die Einlassströmungsbedingungen des Laufrads durch die Geometrie des Kollektors gewährleistet werden. Es gibt viele verschiedene Kollektorformen, hauptsächlich: Tonnen-, Kegel-, Bogen-, Bogen-Kegel- und weitere.
Das Laufrad besteht im Allgemeinen aus vier Komponenten: Laufradabdeckung, Laufrad, Schaufel und Wellenscheibe. Seine Konstruktion ist hauptsächlich geschweißt und genietet. Je nach Austrittswinkel des Laufrads unterscheidet man zwischen radialem, vorwärts und rückwärts gerichtetem Laufrad. Das Laufrad ist das wichtigste Bauteil des Radialventilators. Es wird von der Antriebsmaschine angetrieben und bildet das Herzstück der Radialturbine. Es ist für den Energieübertragungsprozess verantwortlich, der durch die Euler-Gleichung beschrieben wird. Die Strömung im Laufrad wird durch die Laufradrotation und die Oberflächenkrümmung beeinflusst und ist von Rückströmungs-, Rücklauf- und Sekundärströmungsphänomenen begleitet, wodurch die Strömung im Laufrad sehr komplex wird. Die Strömungsverhältnisse im Laufrad beeinflussen direkt die aerodynamische Leistung und den Wirkungsgrad der gesamten Stufe und sogar der gesamten Maschine.
Das Spiralgehäuse dient hauptsächlich dazu, das aus dem Laufrad austretende Gas aufzufangen. Gleichzeitig kann die kinetische Energie des Gases durch moderate Reduzierung der Gasgeschwindigkeit in statische Druckenergie umgewandelt werden, wodurch das Gas gezielt zum Austritt aus dem Spiralgehäuse geleitet wird. Als Strömungsturbomaschine ist die Untersuchung des internen Strömungsfelds eine sehr effektive Methode zur Verbesserung der Leistung und des Wirkungsgrades von Gebläsen. Um die tatsächlichen Strömungsverhältnisse im Inneren von Radialgebläsen zu verstehen und die Konstruktion von Laufrad und Spiralgehäuse zur Steigerung von Leistung und Wirkungsgrad zu optimieren, haben Wissenschaftler zahlreiche theoretische Grundlagenanalysen, experimentelle Untersuchungen und numerische Simulationen von Radiallaufrädern und Spiralgehäusen durchgeführt.
