Si dice turbomacchine quando l'energia viene trasferita al flusso continuo di un fluido tramite l'azione dinamica delle pale su una girante rotante, oppure quando la rotazione delle pale viene favorita dall'energia del fluido stesso. Nelle turbomacchine, le pale rotanti compiono lavoro positivo o negativo su un fluido, aumentandone o diminuendone la pressione. Le turbomacchine si dividono in due categorie principali: la prima è la macchina operatrice, dalla quale il fluido assorbe energia per aumentare la pressione o il carico idraulico, come nel caso delle pompe a palette e dei ventilatori; la seconda è il motore primo, in cui l'espansione del fluido, la riduzione della pressione o il carico idraulico producono energia, come nel caso delle turbine a vapore e delle turbine idrauliche. Il motore primo è chiamato turbina, mentre la macchina operatrice è chiamata macchina a fluido con pale.
In base ai diversi principi di funzionamento, le ventole si distinguono in ventole a pale e ventole a volume, a loro volta suddivise in ventole a flusso assiale, a flusso centrifugo e a flusso misto. In base alla pressione di esercizio, le ventole si distinguono in soffianti, compressori e ventilatori. La norma industriale meccanica vigente, JB/T2977-92, stabilisce quanto segue: per ventola si intende una ventola la cui pressione di ingresso dell'aria è quella standard, ovvero la cui pressione di uscita (pressione relativa) è inferiore a 0,015 MPa; una ventola con pressione di uscita (pressione relativa) compresa tra 0,015 MPa e 0,2 MPa è definita soffiante; una ventola con pressione di uscita (pressione relativa) superiore a 0,2 MPa è definita compressore.
Le parti principali del ventilatore sono: la voluta, il collettore e la girante.
Il collettore può dirigere il gas verso la girante e le condizioni di flusso in ingresso alla girante sono garantite dalla geometria del collettore. Esistono molti tipi di forme di collettore, principalmente: a barilotto, a cono, a cono, ad arco, ad arco-arco, ad arco-cono e così via.
La girante è generalmente composta da quattro elementi: coperchio, girante, pale e disco dell'albero. La sua struttura è principalmente realizzata tramite saldature e rivetti. In base all'angolo di installazione dell'uscita della girante, si possono distinguere tre tipologie: radiale, anteriore e posteriore. La girante è la parte più importante del ventilatore centrifugo, azionata dal motore primo, ed è il cuore della turbina centrifuga, responsabile del processo di trasmissione dell'energia descritto dall'equazione di Eulero. Il flusso all'interno della girante centrifuga è influenzato dalla rotazione e dalla curvatura della superficie della girante, ed è accompagnato da fenomeni di riflusso, ricircolo e flusso secondario, rendendo il flusso all'interno della girante molto complesso. Le condizioni del flusso all'interno della girante influenzano direttamente le prestazioni aerodinamiche e l'efficienza dell'intero stadio e persino dell'intera macchina.
La voluta viene utilizzata principalmente per raccogliere il gas in uscita dalla girante. Allo stesso tempo, l'energia cinetica del gas può essere convertita in energia di pressione statica del gas riducendo moderatamente la velocità del gas, e il gas può essere guidato verso l'uscita della voluta. Come turbomacchina a fluido, è un metodo molto efficace per migliorare le prestazioni e l'efficienza di lavoro del soffiatore studiandone il campo di flusso interno. Al fine di comprendere le reali condizioni di flusso all'interno del soffiatore centrifugo e migliorare la progettazione della girante e della voluta per migliorarne le prestazioni e l'efficienza, gli studiosi hanno condotto numerose analisi teoriche di base, ricerche sperimentali e simulazioni numeriche della girante e della voluta centrifughe.
