Tesla turbinasi

Tesla turbinasi — 1913-yilda Nikola Tesla tomonidan patentlangan pichoqsiz markazlashtirilgan oqim turbinasidir. Uni yana pichoqsiz turbina deb ham ataladi.

Tesla trubinasi

Tesla turbinasi anʼanaviy turbinalar tomonidan qoʻllaniladigan usul oʻrniga chegara qatlami effektidan foydalanadi, bunda suyuqlik pichoqlarni aylantiradi. Tesla turbinasi, shuningdek, pichoqsiz turbinalar, chegara qatlamli turbinalar, kohezion turbinalar va Prandtl qatlamli turbinalar deb ham ataladi. Bu ismlarning oxirgisi Lyudvig Prandtl sharafiga berilgan. Bioinjeneriya tadqiqotchilari qoʻshimcha ravishda Tesla turbinasini koʻp diskli markazdan qochma nasos deb atashgan.

Teslaning ushbu turbinaga moʻljallangan qoʻllashlaridan biri geotermal energiya ishlab chiqarish boʻlib, u oʻzining „Kelajak harakatlantiruvchi kuchimiz“ asarida tasvirlab bergan.

Nazariya

Nasosda markazdan qochma kuch tufayli radial yoki statik bosim tangensial yoki dinamik (bosim) ga qoʻshiladi, shuning uchun samarali boshni oshiradi va suyuqlikni chiqarib yuborishga yordam beradi. Dvigatelda, aksincha, taʼminot bosimiga qarama-qarshi boʻlgan birinchi nomdagi bosim samarali boshni va markazga qarab radial oqim tezligini pasaytiradi. Shunga qaramay, harakatlanuvchi mashina har doim katta momentga ega boʻlishi kerak, bu disklar sonini koʻpaytirishni va kichikroq ajratish masofasini talab qiladi, propelling mashinasida esa koʻplab iqtisodiy sabablarga koʻra aylanish harakati eng kichik va tezlik eng katta boʻlishi kerak. .

Standart bug 'turbinalarida bugʻ va pichoqlarning nisbiy tezligi oʻrtasidagi farq tufayli bugʻning bugʻ tezligidan energiya olish uchun rotor uchun pichoqlarni bosish kerak. Pichoqli bug 'turbinasida pichoqlar turbina ishining optimal tezlik rejimiga ehtiyotkorlik bilan yoʻnaltirilgan boʻlishi kerak, buning natijasida pichoq yuzasiga bug 'hujumining burchagi minimallashtiriladi. Ularning soʻzlariga koʻra, optimal rejimda pichoqlarning yoʻnalishi bug 'oʻzlarining sirt maydoniga tegadigan burchakni (pichoqning qadamini) minimallashtirishga, silliq bugʻ oqimini yaratishga, turbulentlikni minimallashtirishga harakat qiladi. Bu girdaplar pichoqlar yuzasiga bugʻning taʼsiriga (garchi turbinaning optimal tezligida minimal burchakka ega boʻlsa ham) reaktsiya sifatida yaratilgan. Ushbu dinamikada birinchisi tizimdan olinishi mumkin boʻlgan foydali energiyani yoʻqotadi, ikkinchidan, ular qarama-qarshi yoʻnalishda boʻlgani uchun, kiruvchi bug 'oqimi energiyasidan ayiradi.

Nikola Tesla

Tesla turbinasida taʼsir qiladigan pichoqlar yoʻqligini hisobga olsak, reaktsiya kuchlarining mexanikasi boshqacha. Bug 'boshining bosimiga reaktsiya kuchi, aslida, turbinaning periferiyasi boʻylab bugʻ bosimi „tasma“ sifatida nisbatan tez hosil boʻladi. Ushbu kamar eng zich va bosimli boʻlib, uning bosimi, rotor yuk ostida boʻlmaganda, bug 'bosimidan (kirish) kam boʻlmaydi. Oddiy ish rejimida, bu periferik bosim, Tesla taʼkidlaganidek, BEMF (Orqaga elektromotor kuch) rolini oʻynaydi, kiruvchi oqim oqimini cheklaydi va shu tarzda Tesla turbinasi oʻzini oʻzi boshqarishi mumkin. Rotor yuk ostida boʻlmaganda, „bugʻli siqilgan spirallar“ (SCS, disklar oʻrtasida spiral tarzda aylanadigan bugʻ) va disklar orasidagi nisbiy tezliklar minimal boʻladi.

Tesla trubinasi diagrammasi

Tesla turbinasi miliga yuk qoʻllanilganda sekinlashadi, yaʼni disklarning (harakatlanuvchi) suyuqlikka nisbatan tezligi oshadi, chunki suyuqlik, hech boʻlmaganda, uning burchak momentumini saqlab qoladi. Masalan, 10 sm (3,9 dyuym) radiusda, 9000 aylanish tezligida periferik disk tezligi 90 m/s (300 fut/s), rotorda yuk boʻlmaganda, disklar taxminan bir xil tezlikda harakatlanadi. suyuqlik, lekin rotor yuklanganda, nisbiy tezlik farqi (SCS va metall disklar oʻrtasida) ortadi va 45 m / s (150 fut / s) rotor tezligi SCS ga nisbatan 45 m / s nisbiy tezlikka ega. Bu dinamik muhit va bu tezliklar bir zumda emas, balki delta vaqt oʻtishi bilan bu qiymatlarga etadi. Bu yerda shuni taʼkidlash kerakki, suyuqliklar yuqori nisbiy tezliklarda qattiq jismlar kabi harakat qila boshlaydi va TT holatida biz qoʻshimcha bosimni ham hisobga olishimiz kerak. Bug 'qozonlari boʻyicha eski adabiyotlarga koʻra, yuqori bosimli manba natijasida yuqori tezlikda bug ', „pichoq sariyogʻni kesadi“ kabi poʻlatni kesishi aytiladi.[iqtibos keltirish kerak] Mantiqqa koʻra, bu bosim va nisbiy tezlik. disklarning yuzlariga qarab, bug 'diskning metall yuzalarida sudrab yuradigan qattiq tana (SCS) kabi harakat qila boshlashi kerak. Yaratilgan „ishqalanish“ faqat toʻgʻridan-toʻgʻri diskda va SCSda qoʻshimcha issiqlik hosil boʻlishiga olib kelishi mumkin va metall disklar va SCS disklari orasidagi nisbiy tezlik eng yuqori boʻlgan periferik qatlamda eng aniq namoyon boʻladi. SCS disklari va turbina disklari oʻrtasidagi ishqalanish tufayli haroratning bu oshishi SCS haroratining oshishiga olib keladi va bu SCS bugʻining kengayishiga va bosimning perpendisiga oshishiga olib keladi.