渦輪機械工程的案例
渦輪機械過程解決方案
作者Cadence CFD 解決方案
關鍵要點
渦輪機械過程解決方案包括壓縮機、渦輪機、泵和類似部件，它們可以將流體能轉換為機械能，反之亦然。
渦輪機械工藝解決方案的效率可能會因設計錯誤、能量損失、湍流、壓降等而損失，從而導致不同介質中出現沖擊波或氣蝕等問題。
通過對渦輪機械工藝解決方案中的應力、應變、能量損失、壓力變化和流動模式進行全面分析，CFD 仿真可實現設計優化以提高機器效率。
渦輪機械是現代工程的重要組成部分；它的用途包括航空航天、發電和汽車應用。壓縮機、渦輪機和泵等渦輪機械過程解決方案使能量從一種形式轉換為另一種形式以及在不同組件之間傳輸這些能量變得更加容易。效率是此類渦輪機械最受追捧的品質，工程師應將渦輪機械工藝方案的設計和優化作為研究的重點。
計算流體動力學 (CFD)用于優化渦輪機械部件的形狀和尺寸。CFD 能夠可視化流體流動行為并對其影響進行數值分析，是一種強大的工具。在本文中，我們將討論如何使用 CFD 設計和優化渦輪機械工藝解決方案。
優化渦輪機械過程解決方案的效率
在渦輪機械工藝解決方案的設計中，效率研究從流動行為分析開始。流體與葉輪等渦輪機械部件相互作用的方式會影響產生的力和功率。在以下情況下，過程效率會降低：
由于壁摩擦和湍流耗散，存在能量損失。
由于設計不當或流動不穩定，流動從轉子表面分離。
氣蝕問題是由于流體壓力突然下降到蒸氣壓以下而引起的，從而導致氣泡的形成。
沖擊波以超音速形成，引起流體壓力、溫度和密度的突然變化。
工程師應謹慎設計轉子系統，以使流體和組件之間的能量損失最小，能量傳遞最大。
展開 渦輪機械過程解決方案
作者Cadence CFD 解決方案
關鍵要點
渦輪機械過程解決方案包括壓縮機、渦輪機、泵和類似部件，它們可以將流體能轉換為機械能，反之亦然。
渦輪機械工藝解決方案的效率可能會因設計錯誤、能量損失、湍流、壓降等而損失，從而導致不同介質中出現沖擊波或氣蝕等問題。
通過對渦輪機械工藝解決方案中的應力、應變、能量損失、壓力變化和流動模式進行全面分析，CFD 仿真可實現設計優化以提高機器效率。
渦輪機械是現代工程的重要組成部分；它的用途包括航空航天、發電和汽車應用。壓縮機、渦輪機和泵等渦輪機械過程解決方案使能量從一種形式轉換為另一種形式以及在不同組件之間傳輸這些能量變得更加容易。效率是此類渦輪機械最受追捧的品質，工程師應將渦輪機械工藝方案的設計和優化作為研究的重點。
計算流體動力學 (CFD)用于優化渦輪機械部件的形狀和尺寸。CFD 能夠可視化流體流動行為并對其影響進行數值分析，是一種強大的工具。在本文中，我們將討論如何使用 CFD 設計和優化渦輪機械工藝解決方案。
優化渦輪機械過程解決方案的效率
在渦輪機械工藝解決方案的設計中，效率研究從流動行為分析開始。流體與葉輪等渦輪機械部件相互作用的方式會影響產生的力和功率。在以下情況下，過程效率會降低：
由于壁摩擦和湍流耗散，存在能量損失。
由于設計不當或流動不穩定，流動從轉子表面分離。
氣蝕問題是由于流體壓力突然下降到蒸氣壓以下而引起的，從而導致氣泡的形成。
沖擊波以超音速形成，引起流體壓力、溫度和密度的突然變化。
工程師應謹慎設計轉子系統，以使流體和組件之間的能量損失最小，能量傳遞最大。
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關鍵要點
渦輪機械過程解決方案包括壓縮機、渦輪機、泵和類似部件，它們可以將流體能轉換為機械能，反之亦然。
渦輪機械工藝解決方案的效率可能會因設計錯誤、能量損失、湍流、壓降等而損失，從而導致不同介質中出現沖擊波或氣蝕等問題。
通過對渦輪機械工藝解決方案中的應力、應變、能量損失、壓力變化和流動模式進行全面分析，CFD 仿真可實現設計優化以提高機器效率。
渦輪機械是現代工程的重要組成部分；它的用途包括航空航天、發電和汽車應用。壓縮機、渦輪機和泵等渦輪機械過程解決方案使能量從一種形式轉換為另一種形式以及在不同組件之間傳輸這些能量變得更加容易。效率是此類渦輪機械最受追捧的品質，工程師應將渦輪機械工藝方案的設計和優化作為研究的重點。
計算流體動力學 (CFD)用于優化渦輪機械部件的形狀和尺寸。CFD 能夠可視化流體流動行為并對其影響進行數值分析，是一種強大的工具。在本文中，我們將討論如何使用 CFD 設計和優化渦輪機械工藝解決方案。
優化渦輪機械過程解決方案的效率
在渦輪機械工藝解決方案的設計中，效率研究從流動行為分析開始。流體與葉輪等渦輪機械部件相互作用的方式會影響產生的力和功率。在以下情況下，過程效率會降低：
由于壁摩擦和湍流耗散，存在能量損失。
由于設計不當或流動不穩定，流動從轉子表面分離。
氣蝕問題是由于流體壓力突然下降到蒸氣壓以下而引起的，從而導致氣泡的形成。
沖擊波以超音速形成，引起流體壓力、溫度和密度的突然變化。
工程師應謹慎設計轉子系統，以使流體和組件之間的能量損失最小，能量傳遞最大。
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關鍵要點
渦輪機械過程解決方案包括壓縮機、渦輪機、泵和類似部件，它們可以將流體能轉換為機械能，反之亦然。
渦輪機械工藝解決方案的效率可能會因設計錯誤、能量損失、湍流、壓降等而損失，從而導致不同介質中出現沖擊波或氣蝕等問題。
通過對渦輪機械工藝解決方案中的應力、應變、能量損失、壓力變化和流動模式進行全面分析，CFD 仿真可實現設計優化以提高機器效率。
渦輪機械是現代工程的重要組成部分；它的用途包括航空航天、發電和汽車應用。壓縮機、渦輪機和泵等渦輪機械過程解決方案使能量從一種形式轉換為另一種形式以及在不同組件之間傳輸這些能量變得更加容易。效率是此類渦輪機械最受追捧的品質，工程師應將渦輪機械工藝方案的設計和優化作為研究的重點。
計算流體動力學 (CFD)用于優化渦輪機械部件的形狀和尺寸。CFD 能夠可視化流體流動行為并對其影響進行數值分析，是一種強大的工具。在本文中，我們將討論如何使用 CFD 設計和優化渦輪機械工藝解決方案。
優化渦輪機械過程解決方案的效率
在渦輪機械工藝解決方案的設計中，效率研究從流動行為分析開始。流體與葉輪等渦輪機械部件相互作用的方式會影響產生的力和功率。在以下情況下，過程效率會降低：
由于壁摩擦和湍流耗散，存在能量損失。
由于設計不當或流動不穩定，流動從轉子表面分離。
氣蝕問題是由于流體壓力突然下降到蒸氣壓以下而引起的，從而導致氣泡的形成。
沖擊波以超音速形成，引起流體壓力、溫度和密度的突然變化。
工程師應謹慎設計轉子系統，以使流體和組件之間的能量損失最小，能量傳遞最大。
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渦輪機械過程解決方案
作者Cadence CFD 解決方案
關鍵要點
渦輪機械過程解決方案包括壓縮機、渦輪機、泵和類似部件，它們可以將流體能轉換為機械能，反之亦然。
渦輪機械工藝解決方案的效率可能會因設計錯誤、能量損失、湍流、壓降等而損失，從而導致不同介質中出現沖擊波或氣蝕等問題。
通過對渦輪機械工藝解決方案中的應力、應變、能量損失、壓力變化和流動模式進行全面分析，CFD 仿真可實現設計優化以提高機器效率。
渦輪機械是現代工程的重要組成部分；它的用途包括航空航天、發電和汽車應用。壓縮機、渦輪機和泵等渦輪機械過程解決方案使能量從一種形式轉換為另一種形式以及在不同組件之間傳輸這些能量變得更加容易。效率是此類渦輪機械最受追捧的品質，工程師應將渦輪機械工藝方案的設計和優化作為研究的重點。
計算流體動力學 (CFD)用于優化渦輪機械部件的形狀和尺寸。CFD 能夠可視化流體流動行為并對其影響進行數值分析，是一種強大的工具。在本文中，我們將討論如何使用 CFD 設計和優化渦輪機械工藝解決方案。
優化渦輪機械過程解決方案的效率
在渦輪機械工藝解決方案的設計中，效率研究從流動行為分析開始。流體與葉輪等渦輪機械部件相互作用的方式會影響產生的力和功率。在以下情況下，過程效率會降低：
由于壁摩擦和湍流耗散，存在能量損失。
由于設計不當或流動不穩定，流動從轉子表面分離。
氣蝕問題是由于流體壓力突然下降到蒸氣壓以下而引起的，從而導致氣泡的形成。
沖擊波以超音速形成，引起流體壓力、溫度和密度的突然變化。
工程師應謹慎設計轉子系統，以使流體和組件之間的能量損失最小，能量傳遞最大。
展開 渦輪機械過程解決方案
作者Cadence CFD 解決方案
關鍵要點
渦輪機械過程解決方案包括壓縮機、渦輪機、泵和類似部件，它們可以將流體能轉換為機械能，反之亦然。
渦輪機械工藝解決方案的效率可能會因設計錯誤、能量損失、湍流、壓降等而損失，從而導致不同介質中出現沖擊波或氣蝕等問題。
通過對渦輪機械工藝解決方案中的應力、應變、能量損失、壓力變化和流動模式進行全面分析，CFD 仿真可實現設計優化以提高機器效率。
渦輪機械是現代工程的重要組成部分；它的用途包括航空航天、發電和汽車應用。壓縮機、渦輪機和泵等渦輪機械過程解決方案使能量從一種形式轉換為另一種形式以及在不同組件之間傳輸這些能量變得更加容易。效率是此類渦輪機械最受追捧的品質，工程師應將渦輪機械工藝方案的設計和優化作為研究的重點。
計算流體動力學 (CFD)用于優化渦輪機械部件的形狀和尺寸。CFD 能夠可視化流體流動行為并對其影響進行數值分析，是一種強大的工具。在本文中，我們將討論如何使用 CFD 設計和優化渦輪機械工藝解決方案。
優化渦輪機械過程解決方案的效率
在渦輪機械工藝解決方案的設計中，效率研究從流動行為分析開始。流體與葉輪等渦輪機械部件相互作用的方式會影響產生的力和功率。在以下情況下，過程效率會降低：
由于壁摩擦和湍流耗散，存在能量損失。
由于設計不當或流動不穩定，流動從轉子表面分離。
氣蝕問題是由于流體壓力突然下降到蒸氣壓以下而引起的，從而導致氣泡的形成。
沖擊波以超音速形成，引起流體壓力、溫度和密度的突然變化。
工程師應謹慎設計轉子系統，以使流體和組件之間的能量損失最小，能量傳遞最大。
展開 渦輪機械過程解決方案
作者Cadence CFD 解決方案
關鍵要點
渦輪機械過程解決方案包括壓縮機、渦輪機、泵和類似部件，它們可以將流體能轉換為機械能，反之亦然。
渦輪機械工藝解決方案的效率可能會因設計錯誤、能量損失、湍流、壓降等而損失，從而導致不同介質中出現沖擊波或氣蝕等問題。
通過對渦輪機械工藝解決方案中的應力、應變、能量損失、壓力變化和流動模式進行全面分析，CFD 仿真可實現設計優化以提高機器效率。
渦輪機械是現代工程的重要組成部分；它的用途包括航空航天、發電和汽車應用。壓縮機、渦輪機和泵等渦輪機械過程解決方案使能量從一種形式轉換為另一種形式以及在不同組件之間傳輸這些能量變得更加容易。效率是此類渦輪機械最受追捧的品質，工程師應將渦輪機械工藝方案的設計和優化作為研究的重點。
計算流體動力學 (CFD)用于優化渦輪機械部件的形狀和尺寸。CFD 能夠可視化流體流動行為并對其影響進行數值分析，是一種強大的工具。在本文中，我們將討論如何使用 CFD 設計和優化渦輪機械工藝解決方案。
優化渦輪機械過程解決方案的效率
在渦輪機械工藝解決方案的設計中，效率研究從流動行為分析開始。流體與葉輪等渦輪機械部件相互作用的方式會影響產生的力和功率。在以下情況下，過程效率會降低：
由于壁摩擦和湍流耗散，存在能量損失。
由于設計不當或流動不穩定，流動從轉子表面分離。
氣蝕問題是由于流體壓力突然下降到蒸氣壓以下而引起的，從而導致氣泡的形成。
沖擊波以超音速形成，引起流體壓力、溫度和密度的突然變化。
工程師應謹慎設計轉子系統，以使流體和組件之間的能量損失最小，能量傳遞最大。
展開 渦輪機械的設計和維護仿真解決方案
渦輪機械設計師不斷面臨的挑戰是，確定影響最大的設計變量，并構建符合所有物理要求的可靠設計，同時最大限度減少缺陷數量和制造約束。Ansys optiSLang通過采用敏感度分析、優化和魯棒性評估的高性能算法，提供了實現可靠設計的能力。它能自動識別采用設計變量表示性能變化的最佳元模型。該功能是在流程集成、鏈式數據流自動化、設計空間探索和不確定性量化無處不在的環境中實現的。下面的原理圖展示的是離心式壓縮機的流程集成和設計優化工作流程，顯著提高了工程生產力和機器性能，同時將設計周期時間從一年多縮短至幾周。
渦輪機械設計師需要根據材料及其屬性做出大量決策。Ansys Granta提供了一種在整個企業范圍內選擇、共享和管理材料數據的有效方法。它可以描述復雜的材料屬性，索引所有測試數據，并在整個產品生命周期內為所有工程師和分析師提供統一安全的認證材料信息源。Ansys Granta還能管理材料清單（BOM）中的合法物質。
Ansys Additive的綜合解決方案涵蓋整個工作流程，從增材制造設計（DfAM）到驗證、打印設計、工藝仿真和材料探索。DfAM包括拓撲優化，能實現超大型零件的輕量化。這些輕量化零件可根據它們將遇到的現實條件進行虛擬測試，以評估其結構完整性。Ansys Additive Print可幫助構建基于物理的或基于幾何結構的支撐。增材流程仿真能夠預測零件形狀、變形和應力，實現首次即可打印出正確零件。
渦輪機械的維護、維修和大修（MRO）費用非常高，并且在許多情況下，遠高于原始機器的購買價格。因此，如果能夠預測需要維護的時間，將給OEM廠商及其客戶帶來顯著優勢。Ansys可提供一系列能有效開展預測性維護的ROM功能。
展開 預測渦輪機械沖蝕率
針對發生沖蝕磨損的葉輪機械，借助ANSYS CFD軟件能分析葉輪內部氣流速度場、氣流壓力場、葉片溫度場的分布規律；利用離散相模型能研究葉輪內部的氣固兩相流動，分析顆粒直徑對顆粒運行軌跡、運動速度、偏聚濃度及造成葉片沖蝕分布的影響規律。
以下比較了兩種熱氣膨脹器設計的侵蝕率。
FCC熱氣膨脹器受到侵蝕的困擾
催化裂化用FCC熱氣體膨脹器是工業渦輪機械的一個子集，通常會持續受到嚴重的侵蝕破壞。
催化裂化過程通過使用粉狀催化劑，再加上高溫，將高分子量的石油碳氫化合物轉化為更有價值的石油產品，包括汽油。整個過程通常在煉油廠連續運行長達幾個月。
煙氣是催化裂化過程的副產品，它會通過分離器去除90%的催化劑顆粒，然后再通過催化裂化熱氣膨脹器。
FCC熱氣膨脹器是一種特殊類型的透平機械，它回收殘留在煙氣中的相當大一部分的壓力和熱能，并用它來驅動工藝設備或發電。
除了有較高的進口溫度，單級FCC熱氣膨脹器的特點是一個大的壓力比，通常是3比1。FCC熱氣膨脹器的渦輪葉片同時受到大量的氣動和熱應力，這加劇了殘余固體催化劑顆粒造成的侵蝕破壞。
強大的分析技巧提供解決方案
計算流體力學(CFD)在葉輪機械流道優化設計中已應用多年。ANSYS CFX軟件包括在流體領域跟蹤固體顆粒的能力，以及預測固體顆粒的侵蝕在理論模型中的應用。
機械設計人員可以利用這些模型來量化通道壁和葉片的潛在損傷。此外，用戶還可以根據腐蝕情況判斷設計變更的效果。
展開 ANSYS BladeModeler 渦輪機械葉片設計
ANSYS BladeModeler強調了它在渦輪機械葉片設計領域的強大優勢。它能在短時間內設計出形狀復雜的葉片，或對已有的葉片幾何進行修改。它內置各種工業常用的葉片模版，方便用戶調用。ANSYS BladeModeler用戶界面友好，整個過程自動化，葉片的三維視圖，S1及S2流面圖等多種視圖完整而豐富。 ANSYS BladeModeler還可以直接讀入幾何模型進行修改。用戶可以通過拖動流線上控制點等方式對葉片形狀進行三維的方便修改，修改的結果立即直觀地呈現在屏幕上。ANSYS BladeModeler生成的幾何文件可以輸出至流體和結構分析軟件進行網格劃分和數值計算。
特色功能：
將葉片設計專家豐富的設計分析經驗融入友好的圖形化界面
能直接創建新的葉片幾何模型，也能對已有的模型進行修改
內置模版豐富，幾乎可以設計所有的軸流,徑流,混流式透平機械的靜動葉片.前緣，尾緣,葉根葉尖間隙,大小葉片的處理都極為方便
各種葉片視圖完整而豐富
壓力面，吸力面的獨立設計
子午流線的任意定義
前緣，尾緣的交互式改變
與CAD軟件及CFD軟件的良好接口實現了葉片設計,加工,分析一體化
支持Workbench集成
典型應用：
水泵葉片設計
透平機械靜動葉片及流體通道設計
多級發電機組葉片設計
艦船螺旋推進器葉片設計分析
展開 渦輪機械的設計和維護仿真解決方案
渦輪機械設計師不斷面臨的挑戰是，確定影響最大的設計變量，并構建符合所有物理要求的可靠設計，同時最大限度減少缺陷數量和制造約束。Ansys optiSLang通過采用敏感度分析、優化和魯棒性評估的高性能算法，提供了實現可靠設計的能力。它能自動識別采用設計變量表示性能變化的最佳元模型。該功能是在流程集成、鏈式數據流自動化、設計空間探索和不確定性量化無處不在的環境中實現的。下面的原理圖展示的是離心式壓縮機的流程集成和設計優化工作流程，顯著提高了工程生產力和機器性能，同時將設計周期時間從一年多縮短至幾周。
渦輪機械設計師需要根據材料及其屬性做出大量決策。Ansys Granta提供了一種在整個企業范圍內選擇、共享和管理材料數據的有效方法。它可以描述復雜的材料屬性，索引所有測試數據，并在整個產品生命周期內為所有工程師和分析師提供統一安全的認證材料信息源。Ansys Granta還能管理材料清單（BOM）中的合法物質。
Ansys Additive的綜合解決方案涵蓋整個工作流程，從增材制造設計（DfAM）到驗證、打印設計、工藝仿真和材料探索。DfAM包括拓撲優化，能實現超大型零件的輕量化。這些輕量化零件可根據它們將遇到的現實條件進行虛擬測試，以評估其結構完整性。Ansys Additive Print可幫助構建基于物理的或基于幾何結構的支撐。增材流程仿真能夠預測零件形狀、變形和應力，實現首次即可打印出正確零件。
渦輪機械的維護、維修和大修（MRO）費用非常高，并且在許多情況下，遠高于原始機器的購買價格。因此，如果能夠預測需要維護的時間，將給OEM廠商及其客戶帶來顯著優勢。Ansys可提供一系列能有效開展預測性維護的ROM功能。
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Cadence CFD 技術日，用于渦輪機械設計
用于渦輪機械設計
3月14日
概述
加入我們的 CadenceCONNECT：CFD 技術日，我們將討論渦輪機械技術高保真解決方案的最新進展，包括挑戰、優勢和最佳實踐。
在這個面對面的全天研討會中，您將有機會聽取來自比利時和美國的 Cadence CFD 專家的意見。此外，您還將有機會與該領域的其他專家會面并討論技術、路線圖和用例。
TURBINE TECH 2023 | Cadence 詮釋渦輪機械應用先進 CFD 技術
5 月 25-26 日，以“匯聚全球目光，助力零碳排放”為主題的 2023 國際渦輪技術大會（TURBINETECH 2023）在上海成功舉行。大會秉持推動航空及燃氣渦輪行業邁向更加高效清潔未來的愿景，專注未來航空及燃氣渦輪行業進步的戰略目標——領先的航空及燃氣渦輪動力系統，持續推動航空及燃氣渦輪行業去碳化發展。
本屆大會有超過 600 位杰出行業代表齊聚上海，與來自全球優秀的航空和燃氣渦輪領域的從業者匯聚一堂，共同探討未來十年行業發展新未來。
演講時刻
在 2023 國際渦輪技術大會上，Cadence（楷登）產品群總監 Yannick Baux 發表了主題為《應用于渦輪機械行業中的先進 CFD 技術》的精彩演講。他表示，Cadence? Fidelity? CFD（計算流體力學）是新一代高性能、高精度、多物理場仿真軟件平臺，適用于渦輪機械、航空航天、汽車、船舶等多個垂直領域。
Fidelity CFD 軟件引入了具有高階數值、尺度解析仿真和大規模硬件加速的下一代流求解器，可提高仿真性能并加快周轉時間，且不會降低精度。其渦輪機械解決方案涵蓋 U-RANSRANS 流量仿真、非結構化網格、多塊結構化網格、高保真度仿真、結構分析、初步設計、設計優化等多種方法。
展開 CFD學習：渦輪機械設計
作者Cadence CFD 解決方案
關鍵要點
流動不穩定、能量損失和壓降等挑戰會影響渦輪機械的性能。
渦輪機械設計優化旨在實現卓越的性能、運行可靠性和成本效益。
不同的基于 CFD 的優化技術有助于識別設計參數及其關系，這對于分析渦輪機械設計的性能和效率至關重要。
效率的重要性怎么強調都不為過，尤其是在近來幾乎每個行業都在尋求提高生產力的同時又要在環境上可持續發展的情況下。渦輪機械應用面臨流動不穩定、能量損失、壓降、流動分離等挑戰，使其效率降低。與此同時，許多渦輪機仍在使用化石燃料運轉。累積起來，用更多的能源消耗完成更少的工作。
通過渦輪機械設計優化，工程師旨在使機器在各個方面都更加高效。憑借最佳的流動路徑和理想的設計，渦輪機械可以產生更多的功率，具有更長的運行跨度，并且具有更小的環境足跡。為實現這一點，可以使用許多優化技術。在本文中，我們將討論用于渦輪機械設計優化的不同技術。
渦輪機械設計優化
為什么需要優化？就其構建和操作方式而言，渦輪機械是一個復雜的系統。流體、其熱特性和機器設計之間的相互作用使得渦輪機械過程解決方案難以滿足所有性能要求。
優化優勢
性能效率
優化的渦輪機械設計將實現所需的流量、出口和入口壓力以及功率輸出。
運行可靠性
優化設計可確保渦輪機械可靠運行，停機時間最短，并且由于氣蝕等問題而導致的故障風險也降至最低。
成本效益
優化設計可最大限度地降低與材料和制造相關的成本，同時提供高額定性能。
展開 渦輪機械流量系數介紹
一、渦輪機械流量系數介紹
船舶或飛機推進的機制是什么？蒸汽輪機或燃氣輪機如何工作？通過對渦輪機械一詞的理解，可以找到這些問題的答案。
渦輪機械是指確保在流體和轉子之間持續傳遞能量的機器。這包括將流體能轉換為機械能的渦輪機，以及具有相反功能的壓縮機。
渦輪機械是指確保在流體和轉子之間持續傳遞能量的機器。這包括將流體能轉換為機械能的渦輪機，以及具有相反功能的壓縮機。
根據這個定義，可以推斷出渦輪機械的性能在很大程度上取決于流體特性、機器的幾何形狀和操作條件。這些因素的評估對于渦輪機械流量系數的計算是必不可少的，它是優化設計以最大化渦輪機械效率的重要參數。
渦輪機械流量系數
渦輪機流量系數或流量系數只是表示渦輪機效率的參數，即組件將流體能量傳遞到旋轉軸的能力，反之亦然。它是一個無量綱參數，可以在數學上表示為：
Ф為透平機械流量系數；m是質量流量；ρ是流體的密度；A為流道面積；U為轉速，即U=轉速x半徑。
然而，當我們考慮帶有流體入口和出口系統的渦輪機時，重要的是要考慮速度和壓差等因素。
質量流量可以計算為：
將流體從入口移動到出口所需的功率為：
P = 功率；η = 機器效率；?p = 壓差 = 入口壓力 - 出口壓力。
考慮到整個機器的流體速度均勻，出口處的動能可以計算為：
渦輪機流量系數可以計算為：
這個等式可以進一步闡述為：
上述等式是評估渦輪機械（例如渦輪機、壓縮機或泵）性能的主要公式。處理給定壓差的大質量流量的能力表明效率高，反之亦然。
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