Турбина Тесла. Тесла турбина двигатель


Патент US 1061206 Гидродинамическая турбина Теслы - Патенты

Патент US 1061206

Гениальное, но не признанное в своё время из за ограничения технологии, изобретение Теслы. Гидродинамическая турбина без лопастей, поршней, лопаток и прочих, возмущающих среду, элементов конструкции. Используются обычные диски.

Всем, кого это может касаться :

Да будет известно, что я, Никола Тесла, гражданин США, проживающий в Нью-Йорке, изобрёл новое и полезное усовершенствование в Роторных двигателях и Турбинах, которое описываю ниже.

В практическом применении механической энергии, основанном на использовании жидкости как среде передающей энергию было замечено, что для достижения большей экономии, изменения в скорости и направлении движения жидкости должны быть как можно более постепенными. В существующих формах и аппаратах резкие изменения, вибрации, заторы неизбежны. Кроме того, гидравлические устройства такие как поршни, лопасти, вёсла, лопатки имеют различные дефекты и дороги в изготовлении и обслуживании.

Цель моего изобретения - победить отрицательные эффекты передачи и преобразования механической энергии посредством жидкости более экономичным и простым способом. Я выполнил это найдя способ движения жидкости натуральным путём с минимальным сопротивлением, свободным от возмущений, которые возникают в лопатках и лопастях подобных устройств, и способом изменения скорости и направления движения без потерь, пока жидкость передаёт энергию.

Известно, что жидкость имеет, кроме прочих, два важнейших свойства - вязкость и текучесть.

Из-за этого имеют место такие понятия, как внутреннее и пограничное трение, проявляемые при движении жидкости относительно поверхности в которой она течёт, и трение между молекулами самой жидкости. Эти ффекты наблюдаются в повседневной жизни, но мне кажется, что я первый, кто применил их практически как движительный агент.

Принципы применительны и к воздуху, как движительной среде. Т.е. эти среды, если будут применены по описанному принципу способны передавать энергию.

В приложенных чертежах я отразил только форму аппарата, приспособленного для термодинамического преобразования энергии; границы, в которых применение принципа наиболее значимое.

Рис. 1. Боковое сечение рторного движителя, или турбины.

Рис. 2. Вертикальное сечение.

Аппарат состоит из серии плоских, жёстких дисков 13, закреплённых на валу 16 посредством гаек 11 и промежуточных шайб 17 на выступах 12. Диски имеют окна 14 и спицы 15. Изображены несколько таких дисков с окнами. Ротор расположен в корпусе 19 в подшипниках с уплотнениями 21 с обоих сторон. Корпус имеет выходные окна 20. Концы корпуса соединены центральным кольцом 22, расточенным немного большим диаметром чем диски, и имеют фланцы 23 и входы 24, в которых размещаются сопла 25. Радиальные канавки 26 и лабиринтовые уплотнения 27 установлены на концах ротора. Подающие трубы 28 с клапанами 29 подсоединены к фланцам центрального кольца; один из клапанов нормально закрыт.

Для лучшего понимания рассмотрим ситуацию, когда вал и диски вращаются по часовой стрелке. Жидкость поступает через входные окна 20 и вступает в контакт с дисками 13 под действии двух сил - касательной и центробежной. Комбинация этих сил движет жидкость спиралеобразно с нарастающей скоростью, пока она не достигнет периферии, откуда и выходит. Такое спиралеобразное, свободное и ровное движение жидкости позволяет саморегулировать естественный поток.

Во время движения в полости, где расположен ротор, частицы жидкости совершают несколько оборотов в зависимости от скорости жидкости и размеров дисков. Я выяснил, что кол-во жидкости прокачиваемое таким образом, при прочих равных условиях, пропорцианально рабочей поверхности ротора и его скорости. Поэтому совершенство машины зависит от её размеров и скорости вращения ротора. Размерения дисков и интервалов между ними будет зависеть от требований и условий к аппарату. Зависимость между растояниями между дисками, их диаметром, длинной пути, вязкостью жидкости - прямопропорциональна.

В общем, расстояние должно быть таким, чтобы общая масса жидкости, прежде, чем выйти, разогналась до постоянной скорости, почти до скорости периферии дисков, при нормальных рабочих условиях, и частицы двигались равномерно по окружности, если выходной клапан закрыть.

Теперь рассмотрим наоборот, что жидкость под давлением проходит чрез клапан по указанной стрелке; тогда ротор начнёт вращаться по часовой стрелке, а жидкость двигаться спиралеобразно с замедлением, пока не достигнет отверстий 14 и 20, через которые и выйдет. Если-бы ротор был способен вращаться в подшипниках без трения, его наружный обод достиг-бы скорости максимальной той, которая соответствует движущейся жидкости при её почти круговом движении. При приложении нагрузки на ротор, его скорость падает, движение жидкости замедляется, вращение частиц сокращается и путь укорачивается.

Можно с определённой точностью предположить, что крутящий момент прямо пропорцианален квадрату скорости жидкости относительно ротора и площади дисков, и обратнопропорционален расстоянию между ними.

Аппарат способен совершать максимальную работу когда скорость ротора равна половине скорости жидкости, но для достижения максимальной экономии относительная скорость (или скольжение) должна быть как можно меньше. Степень регулировки достигается размерами дисков и расстоянием между ними.

Очевидно, что передаваемая энергия от вала к другому механизму и желаемое соотношение скоростей достигается посредством подбора дисков. Например, в насосе, радиальное, или статическое давление в результате центобежных сил добавляется к касательному, или динамическому, что ведёт к увеличеню столба жидкости.

В моторе, наоборот, статическое давление, противодействующее давлению подачи, снижает давление столба и скорость радиального потока к центру. Т.е. в движительной машине всегда требуется большой крутящий момент, что требует увеличения дисков и уменьшения расстояния между ними, в то время как в двигательной машине, в целях экономии, вращательный эффект должен быть меньше, а скорость больше. Возможны другие конструктивные нюансы, но процессы должны происходить как описано.

Предположим, что движительная среда попадает в отверстия с постоянной скоростью. В этом случае машина будет работать как роторный двигатель, и жидкость выходить из своего кругового движения через центральный выход. При этом имеет место расширение, из-за спирального вращательного движения, т.к. распространение внутрь противостоит центробежным стилам и сопротивлению радиальному движению.

Замечено, что сопротивление движению жидкости между плоскостями пропорцианально квадрату относительной скорости, которая максимальна в направлении центра и равна полной касательной скорости жидкости. Теперь, предположим, что жидкость вошла в камеру не через окна, а через сопло, усиливающее соотношение скорость-энергия. Когда расширение в сопле закончено, давление жидкости на периферии небольшое; но когда сопло увеличивается в диаметре, давление растёт, так-же как и подача. Но переход от импульсного к расширитльному действию приводит к небольшим изменениям в скорости в сопле.

Раннее мы предпложили, что давление подачи постоянное, но понятно, что мало что изменится, если давление будет несколько менятся в результате внутренних процессов в ней.

На Рис.1. отражены особенности при реверсировании. Если правый клапан закрыт и жидкость поступает через вторую трубу, ротор вращается в направлении стрелки пунктиром, при этом качество процесса не меняется. Тот-же результат может быть достигнут многими другими путями посредством специально спроектированных клапанов, сопел.

Понятно, что количество входных окон по периферии может варьировать, так-же как и другие конструктивные особенности конструкции. Всё-же другая качественная сторона описанного принципа должна быть освещена. Когда машина работает в холостом режиме, центробежное давление, действующее против движения жидкости, должно быть равно давлению подачи. Если впускные окна больше, то небольшие изменения в скорости произведут большие изменения в потоке и, соответственно, в длине спиралеобразного пути. А т.к. центробежные силы растут пропорцианально квадрату скорости, то при наличии современных материалов, можно увеличить размеры ротора для получения лучших результатов.

Данная концепция легче реализуется для больших устройств, также как и с использованием современных технологий. Для небольших, компактных машин требуется высокая точность изготовления при малых зазорах.

Понятно, что на данном принципе конструкции могут варьировать в большом диапазоне для различных целей. В данной моей работе я описал главные, принципиальные аспекты применения принципа, и мне кажется я первый, кто понял это и предлжил к полезному использованию.

Я заявляю :

1. Машина, приводимая в действие жидкостью, состоит из корпуса с входными и выходными окнами на периферии и в центральной части, соответственно; ротора с плоскими плоскостями, расположенными с интервалами, таким образом, что жидкость может течь между ними естественным спиральным потоком, и посредством свойств вязкости и текучести передавать энергию вращения ротору.

2. Машина, приводимая в действие жидкостью, состоит из ротора, включающего плоские диски, закреплённые на валу, находящемся в корпусе с входными и выходными окнами.

3. Роторный двигатель, приводимый в действие свойствами текучести и вязкости движущейся жидкости состоит из корпуса, образующего камеру с касательными к периферии входами и выходами в центральной части; ротора состоящего из дисков, закреплённых на валу.

4. Машина, приводимая в действие жидкостью, состоит из дисков, закреплённых на валу, расположенном в корпусе с входными и выходными окнами, через которые может течь жидкость под действием радиальных и касательных сил естественным спиралеобразным потоком от периферии к центру, и передавать энергию посредством свойств вязкости и текучести.

5. Машина, приводимая в действие жидкостью, состоит из дисков, имеющих плоскую форму и зазор, между которым проходит жидкость от периферии к центру.

6. Машина, приводимая в действие жидкостью, состоит из ротора, включающего в себя плоские диски с зазорами, закреплёнными на валу имеющим выходное окно в центральной части, позволяющим вытекать жидкости, прокачиваемой через эти зазоры.

7. Термодинамический конвертер состоит из серии соосно закреплённых плоских дисков, расположенных в корпусе с входными окнами на периферии и выходными окнами в центральной части.

8. Термодинамический конвертер состоит из серии соосно закреплённых плоских дисков, имеющих окна в центральной части; корпуса с входными окнами на периферии и выходными окнами идущими от центральной части.

ntesla.at.ua

Турбина Тесла — WiKi

Во времена Теслы КПД традиционных турбин был низок, так как не было аэродинамической теории, необходимой для создания эффективных лопаток, а низкое качество материалов для лопаток накладывало серьезные ограничения на рабочие скорости и температуры. КПД традиционной турбины связан с разностью давлений на входе и выходе. Для достижения более высокой разности давлений используются горячие газы, такие, например, как перегретый пар в паровых турбинах и продукты сгорания топлива в газовых, поэтому для достижения высокого КПД необходимы жаропрочные материалы. Если турбина использует газ, который при комнатной температуре становится жидкостью, то можно на выходе использовать конденсатор, чтобы увеличить разность давлений.

Турбина Тесла отличается от традиционной турбины механизмом передачи энергии на вал. Она состоит из набора гладких дисков и форсунок, направляющих рабочий газ к краю диска. Газ вращает диск посредством адгезии пограничного слоя и вязкого трения и замедляется, вращаясь по спирали.

Турбина Тесла не имеет лопаток и возникающих из-за них недостатков: ротор не имеет выступов и потому прочен. Тем не менее, у неё имеются динамические потери и ограничения на скорость потока. Небольшой поток (нагрузка) дает высокий КПД, а сильный поток увеличивает потери в турбине и снижает его, что, однако, характерно не только для турбины Тесла.

Диски должны быть очень тонкими по краям, чтобы не создавать турбулентность в рабочем теле. Это приводит к необходимости увеличения числа дисков при увеличении скорости потока. Максимальный КПД этой системы достигается, когда междисковое расстояние приблизительно равно толщине пограничного слоя. Поскольку толщина пограничного слоя зависит от вязкости и давления, утверждение, что один и тот же проект турбины может эффективно использоваться для различных жидкостей и газов, является некорректным.

Исследования показывают[4], что для поддержания высокого КПД скорость потока между дисками должна поддерживаться на относительно низком уровне. При слабом потоке траектория протекания рабочего тела от входа в турбину к выходу имеет много витков. При сильном потоке число оборотов спирали падает, и она становится короче, что снижает КПД, потому что газ (жидкость) меньше контактирует с дисками, а значит, передает меньше энергии.

КПД газовой турбины Тесла составляет выше 60% и достигает более 95%. Но не стоит путать турбинный КПД с общим КПД двигателя, который использует данную турбину. Осевые турбины, которые сейчас используются в паровых установках и реактивных двигателях, имеют КПД около 60-70% и ограничен величиной КПД соответствующего цикла Карно, а для силовой установки он достигает лишь 25-42%. Тесла утверждал, что паровая версия его турбины может достигать 95%.[5][6] Натурные испытания паровой турбины Тесла на заводах Westinghouse показали паровую мощность в 38 фунтов на лошадиную силу в час, соответствующую КПД турбины в диапазоне 20%.

В 1950-х годах Уоррен Райс попытался повторить эксперименты Тесла, но он проводил их не на турбине, построенной в строгом соответствии с запатентованным Теслой образцом.[7] Райс экспериментировал с однодисковой воздушной системой. Тестируемая турбина Райса показала эффективность 36-41% при использовании одного диска.[7] Более высокая эффективность должна достигаться при использовании конструкции Тесла.

В своей последней работе с турбиной Тесла Райс провел масштабный анализ модели ламинарного потока в многодисковой турбине. Очень сильное утверждение для эффективности турбины (в отличие от эффективности прибора в целом) для этой конструкции было опубликовано в 1991 году под названием «Турбомашина Тесла».[8] В статье сказано:

  При правильном использовании аналитических результатов эффективность турбины при использовании ламинарного потока может быть очень высокой, даже выше 95%. Однако, чтобы добиться высокой эффективности турбины, скорость потока должна быть небольшой, что означает, что большая эффективность турбины достигается за счет использования большого числа дисков и, следовательно, физически большой турбины.[9] 

Современные многоступенчатые лопастные турбины обычно достигают эффективности 60-70%, в то время как большие паровые турбины часто показывают турбинную эффективность более 90% на практике. Спиральный ротор подходящий для турбины Тесла разумного размера для обычных жидкостей (пара, газа, воды), как ожидается, должен показать эффективность в районе 60-70%, а возможно и выше.[9]

ru-wiki.org

Турбина Тесла — Википедия

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Турбина Тесла

Турбина Тесла — безлопастная центростремительная турбина, запатентованная Николой Теслой в 1913 году. Её часто называют безлопастной турбиной, поскольку в ней используется эффект пограничного слоя, а не давление жидкости или пара на лопатки, как в традиционной турбине. Турбина Тесла также известна как турбина пограничного слоя и турбина слоя Прандтля (в честь Людвига Прандтля). Учёные-биоинженеры называют её многодисковым центробежным насосом[1][2]. Одним из желаемых применений данной турбины Тесла видел в геотермальной энергетике, описанной в книге «Our Future Motive Power»[3].

Принцип действия, достоинства и недостатки

Во времена Теслы КПД традиционных турбин был низок, так как не было аэродинамической теории, необходимой для создания эффективных лопаток, а низкое качество материалов для лопаток накладывало серьезные ограничения на рабочие скорости и температуры. КПД традиционной турбины связан с разностью давлений на входе и выходе. Для достижения более высокой разности давлений используются горячие газы, такие, например, как перегретый пар в паровых турбинах и продукты сгорания топлива в газовых, поэтому для достижения высокого КПД необходимы жаропрочные материалы. Если турбина использует газ, который при комнатной температуре становится жидкостью, то можно на выходе использовать конденсатор, чтобы увеличить разность давлений.

Турбина Тесла отличается от традиционной турбины механизмом передачи энергии на вал. Она состоит из набора гладких дисков и форсунок, направляющих рабочий газ к краю диска. Газ вращает диск посредством адгезии пограничного слоя и вязкого трения и замедляется, вращаясь по спирали.

Турбина Тесла не имеет лопаток и возникающих из-за них недостатков: ротор не имеет выступов и потому прочен. Тем не менее, у неё имеются динамические потери и ограничения на скорость потока. Небольшой поток (нагрузка) дает высокий КПД, а сильный поток увеличивает потери в турбине и снижает его, что, однако, характерно не только для турбины Тесла.

Диски должны быть очень тонкими по краям, чтобы не создавать турбулентность в рабочем теле. Это приводит к необходимости увеличения числа дисков при увеличении скорости потока. Максимальный КПД этой системы достигается, когда междисковое расстояние приблизительно равно толщине пограничного слоя. Поскольку толщина пограничного слоя зависит от вязкости и давления, утверждение, что один и тот же проект турбины может эффективно использоваться для различных жидкостей и газов, является некорректным.

Исследования показывают[4], что для поддержания высокого КПД скорость потока между дисками должна поддерживаться на относительно низком уровне. При слабом потоке траектория протекания рабочего тела от входа в турбину к выходу имеет много витков. При сильном потоке число оборотов спирали падает, и она становится короче, что снижает КПД, потому что газ (жидкость) меньше контактирует с дисками, а значит, передает меньше энергии.

КПД газовой турбины Тесла составляет выше 60% и достигает более 95%. Но не стоит путать турбинный КПД с общим КПД двигателя, который использует данную турбину. Осевые турбины, которые сейчас используются в паровых установках и реактивных двигателях, имеют КПД около 60-70% и ограничен величиной КПД соответствующего цикла Карно, а для силовой установки он достигает лишь 25-42%. Тесла утверждал, что паровая версия его турбины может достигать 95%.[5][6] Натурные испытания паровой турбины Тесла на заводах Westinghouse показали паровую мощность в 38 фунтов на лошадиную силу в час, соответствующую КПД турбины в диапазоне 20%.

В 1950-х годах Уоррен Райс попытался повторить эксперименты Тесла, но он проводил их не на турбине, построенной в строгом соответствии с запатентованным Теслой образцом.[7] Райс экспериментировал с однодисковой воздушной системой. Тестируемая турбина Райса показала эффективность 36-41% при использовании одного диска.[7] Более высокая эффективность должна достигаться при использовании конструкции Тесла.

В своей последней работе с турбиной Тесла Райс провел масштабный анализ модели ламинарного потока в многодисковой турбине. Очень сильное утверждение для эффективности турбины (в отличие от эффективности прибора в целом) для этой конструкции было опубликовано в 1991 году под названием «Турбомашина Тесла».[8] В статье сказано:

При правильном использовании аналитических результатов эффективность турбины при использовании ламинарного потока может быть очень высокой, даже выше 95%. Однако, чтобы добиться высокой эффективности турбины, скорость потока должна быть небольшой, что означает, что большая эффективность турбины достигается за счет использования большого числа дисков и, следовательно, физически большой турбины.[9]

Современные многоступенчатые лопастные турбины обычно достигают эффективности 60-70%, в то время как большие паровые турбины часто показывают турбинную эффективность более 90% на практике. Спиральный ротор подходящий для турбины Тесла разумного размера для обычных жидкостей (пара, газа, воды), как ожидается, должен показать эффективность в районе 60-70%, а возможно и выше.[9]

Примечания

  1. ↑ (1993) «July). Evaluation of a multiple disk centrifugal pump as an artificial ventricle». Artificial Organs 17 (7): 590–592. DOI:10.1111/j.1525-1594.1993.tb00599.x. PMID 8338431.
  2. ↑ (1999) «June). Analysis of optimal design configurations for a multiple disk centrifugal blood pump». Artificial Organs 23 (6): 559–565. DOI:10.1046/j.1525-1594.1999.06403.x. PMID 10392285.
  3. ↑ Nikola Tesla, "Our Future Motive Power".
  4. ↑ источники не указаны
  5. ↑ Stearns, E. F., "The Tesla Turbine Архивировано 9 апреля 2004 года.". Popular Mechanics, December 1911. (Lindsay Publications)
  6. ↑ Andrew Lee Aquila, Prahallad Lakshmi Iyengar, and Patrick Hyun Paik, "The Multi-disciplinary Fields of Tesla; bladeless turbine Архивировано 5 сентября 2006 года.". nuc.berkeley.edu.
  7. ↑ 1 2 "Debunking the Debunker, Don Lancaster Again Puts His Foot In", Tesla Engine Builders Association.
  8. ↑ "Interesting facts about Tesla" Q&A: I've heard stories about the Tesla turbine that cite a figure of 95% efficiency. Do you have any information regarding this claim? And, why haven't these devices been utilized in the mainstream?. Twenty First Century Books.
  9. ↑ 1 2 Rice, Warren, "Tesla Turbomachinery". Conference Proceedings of the IV International Tesla Symposium, September 22–25, 1991. Serbian Academy of Sciences and Arts, Belgrade, Yugoslavia. (PDF)

wikipedia.green

Турбина Тесла — Википедия (с комментариями)

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Турбина Тесла — безлопастная центростремительная турбина, запатентованная Николой Тесла в 1913 году. Её часто называют безлопастной турбиной, поскольку в ней используется эффект пограничного слоя, а не давление жидкости или пара на лопатки, как в традиционной турбине. Турбина Тесла также известна как турбина пограничного слоя и турбина слоя Прандтля (в честь Людвига Прандтля). Учёные-биоинженеры называют её многодисковым центробежным насосом[1][2]. Одним из желаемых применений данной турбины Тесла видел в геотермальной энергетике, описанной в книге «Our Future Motive Power»[3].

Принцип действия, достоинства и недостатки

Во времена Теслы КПД традиционных турбин был низок, так как не было аэродинамической теории, необходимой для создания эффективных лопаток, а низкое качество материалов для лопаток накладывало серьезные ограничения на рабочие скорости и температуры. КПД традиционной турбины связан с разностью давлений на входе и выходе. Для достижения более высокой разности давлений используются горячие газы, такие, например, как перегретый пар в паровых турбинах и продукты сгорания топлива в газовых, поэтому для достижения высокого КПД необходимы жаропрочные материалы. Если турбина использует газ, который при комнатной температуре становится жидкостью, то можно на выходе использовать конденсатор, чтобы увеличить разность давлений.

Турбина Тесла отличается от традиционной турбины механизмом передачи энергии на вал. Она состоит из набора гладких дисков и форсунок, направляющих рабочий газ к краю диска. Газ вращает диск посредством адгезии пограничного слоя и вязкого трения и замедляется, вращаясь по спирали.

Турбина Тесла не имеет лопаток и возникающих из-за них недостатков: ротор не имеет выступов и потому прочен. Тем не менее, у неё имеются динамические потери и ограничения на скорость потока. Небольшой поток (нагрузка) дает высокий КПД, а сильный поток увеличивает потери в турбине и снижает его, что, однако, характерно не только для турбины Тесла.

Диски должны быть очень тонкими по краям, чтобы не создавать турбулентность в рабочем теле. Это приводит к необходимости увеличения числа дисков при увеличении скорости потока. Максимальный КПД этой системы достигается, когда междисковое расстояние приблизительно равно толщине пограничного слоя. Поскольку толщина пограничного слоя зависит от вязкости и давления, утверждение, что один и тот же проект турбины может эффективно использоваться для различных жидкостей и газов, является некорректным.

Исследования показывают[4], что для поддержания высокого КПД скорость потока между дисками должна поддерживаться на относительно низком уровне. При слабом потоке траектория протекания рабочего тела от входа в турбину к выходу имеет много витков. При сильном потоке число оборотов спирали падает, и она становится короче, что снижает КПД, потому что газ (жидкость) меньше контактирует с дисками, а значит, передает меньше энергии.

КПД газовой турбины Тесла составляет выше 60% и достигает более 95%. Но не стоит путать турбинный КПД с общим КПД двигателя, который использует данную турбину. Осевые турбины, которые сейчас используются в паровых установках и реактивных двигателях, имеют КПД около 60-70% и ограничен величиной КПД соответствующего цикла Карно, а для силовой установки он достигает лишь 25-42%. Тесла утверждал, что паровая версия его турбины может достигать 95%.[5][6] Натурные испытания паровой турбины Тесла на заводах Westinghouse показали паровую мощность в 38 фунтов на лошадиную силу в час, соответствующую КПД турбины в диапазоне 20%.

В 1950-х годах Уоррен Райс попытался повторить эксперименты Тесла, но он проводил их не на турбине, построенной в строгом соответствии с запатентованным Теслой образцом.[7] Райс экспериментировал с однодисковой воздушной системой. Тестируемая турбина Райса показала эффективность 36-41% при использовании одного диска.[7] Более высокая эффективность должна достигаться при использовании конструкции Тесла.

В своей последней работе с турбиной Тесла Райс провел масштабный анализ модели ламинарного потока в многодисковой турбине. Очень сильное утверждение для эффективности турбины (в отличие от эффективности прибора в целом) для этой конструкции было опубликовано в 1991 году под названием «Турбомашина Тесла».[8] В статье сказано:

«

При правильном использовании аналитических результатов эффективность турбины при использовании ламинарного потока может быть очень высокой, даже выше 95%. Однако, чтобы добиться высокой эффективности турбины, скорость потока должна быть небольшой, что означает, что большая эффективность турбины достигается за счет использования большого числа дисков и, следовательно, физически большой турбины.[9]

»

Современные многоступенчатые лопастные турбины обычно достигают эффективности 60-70%, в то время как большие паровые турбины часто показывают турбинную эффективность более 90% на практике. Спиральный ротор подходящий для турбины Тесла разумного размера для обычных жидкостей (пара, газа, воды), как ожидается, должен показать эффективность в районе 60-70%, а возможно и выше.[9]

Напишите отзыв о статье "Турбина Тесла"

Примечания

  1. ↑ (1993) «July). Evaluation of a multiple disk centrifugal pump as an artificial ventricle». Artificial Organs 17 (7): 590–592. DOI:[//dx.doi.org/10.1111%2Fj.1525-1594.1993.tb00599.x 10.1111/j.1525-1594.1993.tb00599.x]. PMID 8338431.
  2. ↑ (1999) «June). Analysis of optimal design configurations for a multiple disk centrifugal blood pump». Artificial Organs 23 (6): 559–565. DOI:[//dx.doi.org/10.1046%2Fj.1525-1594.1999.06403.x 10.1046/j.1525-1594.1999.06403.x]. PMID 10392285.
  3. ↑ Nikola Tesla, "[http://www.tfcbooks.com/tesla/1931-12-00.htm Our Future Motive Power]".
  4. ↑ источники не указаны
  5. ↑ Stearns, E. F., "[http://www.lindsaybks.com/arch/turbine/ The Tesla Turbine]". Popular Mechanics, December 1911. (Lindsay Publications)
  6. ↑ Andrew Lee Aquila, Prahallad Lakshmi Iyengar, and Patrick Hyun Paik, "The Multi-disciplinary Fields of Tesla; [http://www.nuc.berkeley.edu/dept/Courses/E-24/E-24Projects/Aquila/BladelessTurbine.htm bladeless turbine]". nuc.berkeley.edu.
  7. ↑ 1 2 "[http://www.teslaengine.org/images/teba15p17.pdf Debunking the Debunker, Don Lancaster Again Puts His Foot In]", Tesla Engine Builders Association.
  8. ↑ "Interesting facts about Tesla" Q&A: [http://www.tfcbooks.com/teslafaq/q&a_033.htm I've heard stories about the Tesla turbine that cite a figure of 95% efficiency. Do you have any information regarding this claim? And, why haven't these devices been utilized in the mainstream?]. Twenty First Century Books.
  9. ↑ 1 2 Rice, Warren, "[http://www.gyroscope.com/images/teslaturbine/TeslaTurboMachinery.pdf Tesla Turbomachinery]". Conference Proceedings of the IV International Tesla Symposium, September 22–25, 1991. Serbian Academy of Sciences and Arts, Belgrade, Yugoslavia. (PDF)

Отрывок, характеризующий Турбина Тесла

После двух таких походов, в одном из которых из двадцати ушедших ребят вернулись двое (и папа оказался одним из этих двоих), он до полусмерти напился и на следующий день написал заявление, в котором категорически отказывался от дальнейшего участия в любых подобного рода «мероприятиях». Первой, последовавшей после такого заявления «приятностью» оказалась потеря работы, которая в то время была ему «позарез» нужна. Но так как папа был по-настоящему талантливым журналистом, ему сразу же предложила работу другая газета – «Каунасская Правда» – из соседнего городка. Но долго задержаться там, к сожалению, тоже не пришлось, по такой простой причине, как коротенький звонок «сверху»... который вмиг лишил папу только что полученной им новой работы. И папа в очередной раз был вежливо выпровожен за дверь. Так началась его долголетняя война за свободу своей личности, которую прекрасно помнила уже даже и я. Вначале он был секретарём комсомола, из коего несколько раз уходил «по собственному желанию» и возвращался уже по желанию чужому. Позже, был членом коммунистической партии, из которой также с «большим звоном» вышвыривался и тут же забирался обратно, так как, опять же, немного находилось в то время в Литве такого уровня русскоговорящих, великолепно образованных людей. А папа, как я уже упоминала ранее, был великолепным лектором и его с удовольствием приглашали в разные города. Только там, вдали от своих «работодателей», он уже опять читал лекции не совсем о том, о чём они хотели, и получал за это всё те же самые проблемы, с которых началась вся эта «канитель»... Я помню как в одно время (во времена правления Андропова), когда я уже была молодой женщиной, у нас мужчинам категорически запрещалось носить длинные волосы, что считалось «капиталистической провокацией» и (как бы дико сегодня это не звучало!) милиция получила право задерживать прямо на улице и насильно стричь носящих длинные волосы людей. Это случилось после того, как один молодой парень (его звали Каланта) сжёг себя живьём на центральной площади города Каунас, второго по величине города Литвы (именно там тогда уже работали мои родители). Это был его протест против зажима свободы личности, который перепугал тогда коммунистическое руководство, и оно приняло «усиленные меры» по борьбе с «терроризмом», среди которых были и «меры» глупейшие, которые только усилили недовольство живущих в то время в Литовской республике нормальных людей... Мой папа, как свободный художник, которым, поменяв несколько раз за это время свою профессию, он тогда являлся, приходил на партсобрания с длиннющими волосами (которые, надо отдать должное, у него были просто шикарные!), чем взбесил своё партийное начальство, и в третий раз был вышвырнут из партии, в которую, через какое-то время, опять же, не по своей воле, обратно «угодил»... Свидетелем этому была я сама, и когда я спросила папу, зачем он постоянно «нарывается на неприятности», он спокойно ответил: – Это – моя жизнь, и она принадлежит мне. И только я отвечаю за то, как я хочу её прожить. И никто на этой земле не имеет права насильно навязывать мне убеждения, которым я не верю и верить не хочу, так как считаю их ложью. Именно таким я запомнила своего отца. И именно эта его убеждённость в своём полном праве на собственную жизнь, тысячи раз помогала мне выжить в самых трудных для меня жизненных обстоятельствах. Он безумно, как-то даже маниакально, любил жизнь! И, тем не менее, никогда бы не согласился сделать подлость, даже если та же самая его жизнь от этого зависела бы. Вот так, с одной стороны борясь за свою «свободу», а с другой – сочиняя прекрасные стихи и мечтая о «подвигах» (до самой своей смерти мой папа был в душе неисправимым романтиком!), проходили в Литве дни молодого Василия Серёгина... который всё ещё понятия не имел, кем он был на самом деле, и, если не считать «кусачих» действий со стороны местных «органов власти», был почти полностью счастливым молодым человеком. «Дамы сердца» у него пока ещё не было, что, наверное, можно было объяснить полностью загруженными работой днями или отсутствием той «единственной и настоящей», которую папе пока что не удалось найти... Но вот, наконец-то, судьба видимо решила, что хватит ему «холостятничать» и повернула колесо его жизни в сторону «женского очарования», которое и оказалось тем «настоящим и единственным», которого папа так упорно ждал.

Её звали Анна (или по-литовски – Она), и оказалась она сестрой папиного лучшего в то время друга, Ионаса (по-русски – Иван) Жукаускаса, к которому в тот «роковой» день папа был приглашён на пасхальный завтрак. У своего друга в гостях папа бывал несколько раз, но, по странному капризу судьбы, с его сестрой пока что не пересекался. И уж наверняка никак не ожидал, что в это весеннее пасхальное утро там его будет ждать такой ошеломляющий сюрприз... Дверь ему открыла кареглазая черноволосая девушка, которая за один этот коротенький миг сумела покорить папино романтическое сердце на всю его оставшуюся жизнь...

ЗвёздочкаСнег и холод там, где я родился, Синь озёр, в краю, где ты росла... Я мальчишкой в звёздочку влюбился, Светлую, как ранняя роса. Может быть в дни горя-непогоды, Рассказав ей девичьи мечты, Как свою подружку-одногодку Полюбила звёздочку и ты?.. Дождь ли лил, мела ли в поле вьюга, Вечерами поздними с тобой, Ничего не зная друг о друге, Любовались мы своей звездой. Лучше всех была она на небе, Ярче всех, светлее и ясней... Что бы я не делал, где бы не был, Никогда не забывал о ней. Всюду огонёк её лучистый Согревал надеждой мою кровь. Молодой, нетронутой и чистой Нёс тебе я всю свою любовь... О тебе звезда мне песни пела, Днём и ночью в даль меня звала... А весенним вечером, в апреле, К твоему окошку привела. Я тебя тихонько взял за плечи, И сказал, улыбку не тая: «Значит я не зря ждал этой встречи, Звёздочка любимая моя»...

Маму полностью покорили папины стихи... А он писал их ей очень много и приносил каждый день к ней на работу вместе с огромными, его же рукой рисованными плакатами (папа великолепно рисовал), которые он разворачивал прямо на её рабочем столе, и на которых, среди всевозможных нарисованных цветов, было большими буквами написано: «Аннушка, моя звёздочка, я тебя люблю!». Естественно, какая женщина могла долго такое выдержать и не сдаться?.. Они больше не расставались... Используя каждую свободную минуту, чтобы провести её вместе, как будто кто-то мог это у них отнять. Вместе ходили в кино, на танцы (что оба очень любили), гуляли в очаровательном Алитусском городском парке, пока в один прекрасный день решили, что хватит свиданий и что пора уже взглянуть на жизнь чуточку серьёзнее. Вскоре они поженились. Но об этом знал только папин друг (мамин младший брат) Ионас, так как ни со стороны маминой, ни со стороны папиной родни этот союз большого восторга не вызывал... Мамины родители прочили ей в женихи богатого соседа-учителя, который им очень нравился и, по их понятию, маме прекрасно «подходил», а в папиной семье в то время было не до женитьбы, так как дедушку в то время упрятали в тюрьму, как «пособника благородных» (чем, наверняка, пытались «сломать» упрямо сопротивлявшегося папу), а бабушка от нервного потрясения попала в больницу и была очень больна. Папа остался с маленьким братишкой на руках и должен был теперь вести всё хозяйство в одиночку, что было весьма непросто, так как Серёгины в то время жили в большом двухэтажном доме (в котором позже жила и я), с огромнейшим старым садом вокруг. И, естественно, такое хозяйство требовало хорошего ухода...

o-ili-v.ru

Турбина тесла • ru.knowledgr.com

Турбина Теслы - bladeless центростремительная турбина потока, запатентованная Николой Теслой в 1913. Это упоминается как bladeless турбина. Турбина Теслы также известна как турбина пограничного слоя, турбина типа единства и турбина слоя Прандтля (после Людвига Прандтля), потому что это использует эффект пограничного слоя и не жидкость, посягающую на лезвия как в обычной турбине. Исследователи биоинженерии именовали его как многократный диск центробежный насос. Одно из желаний Теслы внедрения этой турбины было для геотермической власти, которая была описана в Нашей будущей Движущей Власти.

Описание

Турбина Тесла состоит из ряда гладких дисков с носиками, применяющими движущийся газ к краю диска. Газы тянутся диск посредством вязкости и прилипания поверхностного слоя газа. Поскольку газ замедляет и добавляет энергию к дискам, это растет в выхлоп центра. Так как у ротора нет проектирований, это очень крепкое.

Тесла написал, «Эта турбина - эффективная самостартовая движущая сила, которая может управляться как пар или смешала жидкую турбину по желанию, без изменений в строительстве и находится на этом очень удобном счете. Незначительные отклонения от турбины, как может быть продиктован обстоятельствами в каждом случае, очевидно предложат себя, но если это будет выполнено на этих общих линиях, то это будет сочтено очень прибыльным владельцам парового завода, разрешая использование их старой установки. Однако лучшие экономические результаты в развитии власти от пара турбиной Тесла будут получены на заводах, особенно адаптированных в цели».

Эта турбина может также быть успешно применена к сжатию заводов, работающих с высоким вакуумом. В таком случае, вследствие очень большого отношения расширения, выхлопная смесь будет при относительно низкой температуре и подходящая для допуска к конденсатору. Лучшее топливо должно использоваться, и специальные услуги перекачки предоставлены, но экономические достигнутые результаты полностью оправдают увеличенные издержки.

Все пластины и моечные машины приспосабливаются на и адресуются рукаву, пронизывал в концах и оборудовал орехами и воротниками для того, чтобы соединить массивные пластины конца, или при желании воротники могут быть просто вызваны на него и расстройство концов. У рукава есть отверстие, соответствующее уютно на шахте, к которой он прикреплен, как обычно.

Это разрешения на строительство, бесплатное расширение и сокращение каждой пластины индивидуально под переменным влиянием высокой температуры и центробежной силы и обладают многими другими преимуществами, которые имеют значительное практическое значение. Более крупная активная область пластины и следовательно больше власти получены для данной ширины, повысив эффективность. Деформирование фактически устранено, и меньшие документы стороны могут использоваться, который приводит к уменьшенным потерям утечки и трения. Ротор лучше адаптирован к динамическому балансированию, и посредством трущегося трения сопротивляется тревожащим влияниям, таким образом, гарантирующим более тихое управление. Поэтому и также потому что к дискам твердо не присоединяются, это защищено от ущерба, который мог бы иначе быть нанесен вибрацией или чрезмерной скоростью.

У

турбины Тесла есть черта того, чтобы быть в установке, обычно работающей со смесью пара и продуктами сгорания и в котором выхлопная высокая температура используется, чтобы обеспечить пар, который поставляется турбине, обеспечивая клапан, управляющий поставкой пара так, чтобы давления и температуры могли быть приспособлены к оптимальным условиям труда.

Как изображено схематически, турбинная установка Тесла:

  1. Способный начаться с одного только пара
  2. Тип диска приспособился, чтобы работать с жидкостями при высокой температуре.

Эффективная турбина Тесла требует близко интервала дисков. Например, приведенный в действие паром тип должен поддержать 0,4-миллиметровый (.016дюймовый) междисковый интервал. Диски должны быть чрезвычайно гладкими, чтобы минимизировать поверхность и постричь потери. Диски должны также быть очень тонкими, чтобы предотвратить сопротивление и турбулентность на дисковых краях. К сожалению, препятствование тому, чтобы диски деформировались и исказили, было основной проблемой во время Тесла. Считается, что эта неспособность предотвратить дисковое искажение способствовала коммерческому отказу турбин, потому что металлургическая технология в это время не смогла произвести диски достаточного качества и жесткости.

Насос

Если подобный набор дисков и жилья с запутанной формой (против проспекта для турбины) используется, устройство может использоваться в качестве насоса. В этой конфигурации двигатель присоединен к шахте. Жидкость входит около центра, дана энергию дисков, затем выходит в периферии. Турбина Тесла не использует трение в обычном смысле; точно, это избегает его и использует прилипание (эффект Coandă) и вязкость вместо этого. Это использует эффект пограничного слоя на лезвия диска.

Гладкие диски ротора были первоначально предложены, но они дали бедный стартовый вращающий момент. Тесла впоследствии обнаружил, что гладкие диски ротора с маленькими моечными машинами, соединяющими диски в ~12–24 местах вокруг периметра 10 ″ дисков и второго кольца 6–12 моечных машин в поддиаметре, сделали для существенного улучшения в стартовом вращающем моменте, не ставя под угрозу эффективность.

Заявления

Патенты тесла заявляют, что устройство было предназначено для использования жидкостей как движущие агенты, в отличие от применения того же самого для толчка или сжатия жидкостей (хотя устройство может использоваться в тех целях также). С 2006 турбина Тесла не видела широко распространенное коммерческое использование начиная со своего изобретения. Насос Тесла, однако, был коммерчески доступен с 1982 и используется, чтобы накачать жидкости, которые являются абразивными, вязкими, стригут чувствительный, содержат твердые частицы или являются иначе трудными обращаться с другими насосами. Тесла самостоятельно не обеспечивал крупный контракт для производства. Главный недостаток в его время, как упомянуто, был плохим знанием особенностей материалов и поведений при высоких температурах. Лучшая металлургия дня не могла препятствовать тому, чтобы турбинные диски переместились и деформировались неприемлемо во время операции.

В 2003 Скотт О'Хирен взял патент на Радиальной турбинной системе лезвия. Это изобретение использует комбинацию понятия гладкой поверхности бегуна для рабочего жидкого фрикционного контакта и того из лезвий, проектирующих в осевом направлении от множественных поперечных лиц бегуна. Author, Harikishan Gupta E., & Author, Шьям П. Кодали (2013). Дизайн и Эксплуатация Турбо машины Тесла - современный обзор. Международный журнал Продвинутых транспортных Явлений, 2 (1), 2-3.

Сегодня, много любительских экспериментов в области были проведены, используя турбины Тесла, которые используют сжатый воздух, пар как его источник энергии (пар, производимый с высокой температурой от сжигания топлива, от турбокомпрессора транспортного средства или от солнечного излучения). Проблема деформирования дисков была частично решена, используя новые материалы, такие как углеволокно. Например, оба диска углеволокна использования PNGinc and International Turbine And Power, LLC в их турбинных проектах Тесла.

Одно предложенное текущее заявление на устройство - ненужный насос на фабриках и заводах, где нормальные турбинные насосы типа лопасти, как правило, блокируются.

Применения турбины Тесла как многократный диск центробежный насос крови привели к многообещающим результатам. Исследование биоинженерии в области таких заявлений было продолжено в 21-й век.

В 2010, был выпущен Говарду Фаллеру для ветряного двигателя, основанного на дизайне Тесла.

Эффективность и вычисления

Во время Тесла эффективность обычных турбин была низкой, потому что аэродинамическая теория, необходимая для эффективного дизайна лезвия, не существовала, и низкое качество материалов, доступных, чтобы построить те лезвия, поместило серьезные ограничения на операционные скорости и температуры. Эффективность обычной турбины связана с перепадом давлений между потреблением и выхлопом. Способность турбины тесла бежать на более высоких температурных газах, чем планочные турбины времени могла предоставить его большей эффективности.

Дизайн тесла обошел ключевые недостатки планочной турбины. Это действительно переносит от других проблем тех, которые стригут ограничения потока и потери. Некоторые преимущества турбины Тесла заключаются в относительно низких приложениях расхода или когда маленькие заявления требуются. Диски должны быть максимально тонкими на краях, чтобы не ввести турбулентность, поскольку жидкость оставляет диски. Это переводит к необходимости увеличить число дисков, когда расход увеличивается. Максимальная производительность прибывает в эту систему, когда междисковый интервал приближает толщину пограничного слоя, и так как толщина пограничного слоя зависит от вязкости и давления, требование, что единственный дизайн может использоваться эффективно для множества топлива и жидкостей, неправильное. Турбина Тесла отличается от обычной турбины только в механизме, используемом для передачи энергии в шахту. Различные исследования демонстрируют, что расход между дисками должен быть сохранен относительно низким, чтобы поддержать эффективность. По сообщениям эффективность турбины Тесла понижается с увеличенным грузом. Под легким грузом спираль, взятая жидким перемещением от потребления до выхлопа, является трудной спиралью, подвергаясь многим вращениям. Под грузом, числом снижений вращений и спирали прогрессивно становится короче. Это увеличит постричь потери и также уменьшит эффективность, потому что газ находится в контакте с дисками для меньшего количества расстояния.

Эффективность - функция выходной мощности. Умеренный груз делает для высокой эффективности. Слишком тяжелый груз увеличивает промах в турбине и понижает эффективность; со слишком легким грузом мало власти обеспечено продукции, которая также уменьшает эффективность (к нолю в неработающем). Это поведение не исключительно к турбинам Тесла.

Турбинная эффективность газовой турбины Тесла, как оценивается, выше 60, достигая максимума 95 процентов. Следует иметь в виду, что турбинная эффективность отличается от эффективности цикла двигателя, используя турбину. У осевых турбин, которые работают сегодня на паровых заводах или реактивных двигателях, есть полезные действия приблизительно 60-70% (Турбинные Данные Siemens). Это отличается от полезных действий цикла завода или двигателя, которые являются приблизительно между 25% и 42%, и ограничены любой необратимостью, чтобы быть ниже эффективности цикла Карно. Тесла утверждал, что паровая версия его устройства достигнет приблизительно 95-процентной эффективности. Фактические тесты Паровой Турбины Тесла на работах Westinghouse показали паровой курс 38 фунтов в час лошадиной силы, соответствуя турбинной эффективности в диапазоне 20%, в то время как современные паровые турбины могли часто достигать турбинных полезных действий хорошо более чем 50%. Методы и аппарат для толчка жидкостей и термодинамического преобразования энергии были раскрыты в различных патентах. Термодинамическая эффективность - мера того, как хорошо она выступает по сравнению с isentropic случаем. Это - отношение идеала к фактическому вводу/выводу работы. Это может быть взято, чтобы быть отношением идеального изменения в теплосодержании к реальному теплосодержанию для того же самого изменения в давлении.

В 1950-х Уоррен Райс попытался воссоздать эксперименты Тесла, но он не выполнял эти ранние тесты на насосе, построенном строго в соответствии с запатентованным дизайном Тесла (это, среди прочего, не был Тесла многократная инсценированная турбина, и при этом это не обладало носиком Тесла). Рабочая жидкость экспериментальной одноступенчатой системы Райса была воздухом. Испытательные турбины Райса, как издано в прежних докладах, произвели полную измеренную эффективность 36-41% для одноступенчатого. Более высокие проценты ожидались бы, если разработано, как первоначально предложено Тесла.

В его заключительной работе с турбиной Тесла и изданный только до его пенсии, Райс провел анализ оптового параметра образцового ламинарного течения в многократных дисковых турбинах. Очень высокое требование к эффективности ротора (в противоположность полной эффективности устройства) для этого дизайна было издано в 1991 названное «Турбомашины Тесла». Эта бумага государства:

Современные многоступенчатые планочные турбины, как правило, достигают эффективности на 60-70%, в то время как большие паровые турбины часто показывают турбинную эффективность более чем 90% на практике. Витой ротор соответствовал машинам Типа тесла разумного размера с общими жидкостями (пар, газ и вода), как будут также ожидать, покажет полезные действия около 60-70% и возможно выше.

См. также

  • Список Тесла патентует
  • Радиальная турбина
  • Катушка тесла

Внешние ссылки

  • Бывший инженер Роквелла Джефф Хейз объясняет, как Турбина Тесла работает

Книги и публикации

Патенты

Тесла

Другой

  • Турбинное входное отверстие диска, чтобы помочь самостарту, Letourneau (11 февраля 2002)
  • Печать лабиринта для турбины диска, Letourneau (13 февраля 2002)
  • Собрание ротора для турбины диска, Letourneau (15 марта 2002)
  • Метод и аппарат для многоступенчатого двигателя пограничного слоя и клетки процесса, Хикс (13 декабря 2005)

Фотографии

Граничные слои

Внешние ссылки

Комплекты

Видео

Турбинные места тесла

  • Турбинный список тесла.
  • Клуб производителей турбин Финикса.
  • Tesla Engine Builder's Association (TEBA).
  • Турбина тесла Вандербилта.
  • Пластмассовая турбина, металлическая турбина и гибридная турбина тесла от Gyroscope.com.
  • Турбина тесла, из Библиотеки Дяди Тэза.
  • Турбинный комплект тесла, турбо генератор, от лазерных продуктов OBI.
  • Турбина тесла - Особенности работа Кена Рили и других (FreeEnergyNews.com).
  • Строительство турбины Тесла, используя блюда жесткого диска. (история) и страница инструкции (заканчивающийся практическое руководство).
  • Рис, Уоррен, ««турбомашины тесла». Proc. IV международных симпозиумов тесла Николы, 23-25 сентября 1991.
  • Редмонд, Стивен, «Строя дисковую турбину».
  • Джермано, Франк Д., «Граничная дисковая турбина и насос тесла Bladeless». Международная турбина и власть.
  • Свитенбанк, Алан, «турбина граничного слоя тесла». 3 сентября 2005.
  • Петерсон, Гэри, дисковая турбина тесла Николы завтрашний газовый двигатель». Линия подачи № 7, книги 21-го века.
  • Выдохните вентиляторы - турбина Тесла, используемая в качестве плавного течения жилой поклонник.

ru.knowledgr.com

Турбина Тесла / Наука и Техника / magSpace.ru

"Турбина Тесла" — безлопастная центростремительная турбина, запатентованная Николой Тесла в 1913 году.

Её часто называют безлопастной турбиной, поскольку в ней используется эффект пограничного слоя, а не давление жидкости или пара на лопатки, как в традиционной турбине. Турбина Тесла так же известна, как турбина пограничного слоя и турбина слоя Прандтля (в честь Людвига Прандтля ).

Учёные — биоинженеры называют её многодисковым центробежным насосом. Одним из желаемых применений данной турбины, — Тесла видел в геотермальной энергетике, описанной в книге « Our Future Motive Power »"

Действующая модель турбины Тесла.

Нужно ли говорить, что начало ХХ — века, было очень богато на открытия и изобретения. Индустриализация промышленности, которой требовались новые мощные моторы, и генераторы энергии не могли остаться в стороне от пристального внимания ведущих мировых апологетов науки и изобретательства.

Одним из таких изобретений, — является турбина Тесла.

Примечательно, что рабочую модель он построил еще, будучи ребенком. Толчком к возвращению к старой идеи послужил низкий КПД традиционных турбин и сложностей, связанных с их производством. Не хватало фундаментальных знаний в области аэродинамики, низкие прочностные характеристики металлов для эффективных лопаток, — это всё накладывало ограничения на рабочие температуры и скорости вращения турбин. Традиционная турбина работает на разнице давлений на входе и выходе и в качестве рабочего тела используются горячие газы, например, — перегретый пар, который через форсунки подается на лопатки турбины, придавая валу вращательное движение.

Турбина Тесла — отличается от традиционных решений механизмом передачи энергии на рабочий вал. Турбина Тесла не имеет лопаток и недостатков, возникающих при таком техническом решении. Турбина состоит из набора гладких дисков и форсунок направляющих рабочий газ к краю диска. Газ вращает диск посредством адгезии пограничного слоя и вязкого трения, замедляется, вращаясь по спирали. Такая турбина не имеет лопаток, ротор не имеет выступов и потому более прочен в сравнении с традиционными роторами с лопатками. Турбина Тесла имеет некоторые недостатки, компенсируемые высоким КПД, газовая турбина могла достигать 60 и более процентов коэффициента полезного действия, что очень значительно, учитывая год получения патента изобретения, патент был получен в 1913 году. "

Небольшой поток (нагрузка) дает высокий КПД, а сильный поток увеличивает потери в турбине и снижает его, что, однако, характерно не только для турбины Тесла" ©.

Рабочий макет турбины Тесла

Диски рабочего вала турбины должны быть очень тонкими по краям, что бы ни создавать турбулентность в рабочем теле. Это особенность приводит к увеличению количества дисков, при увеличении скорости потока. Максимальный КПД турбины этого типа достигается, когда междисковое расстояние приблизительно равно толщине пограничного слоя.

"Осевые турбины, которые сейчас используются в паровых установках и реактивных двигателях, имеют КПД около 60–70% и ограничены величиной КПД соответствующего цикла Карно, а для силовой установки он достигает лишь 25–42%. Тесла утверждал, что паровая версия его турбины может достигать 95%. Натурные испытания паровой турбины Тесла на заводах Westinghouse показали паровую мощность в 38 фунтов на лошадиную силу в час, соответствующую КПД турбины в диапазоне 20%." ©

В пятидесятых годах прошлого века Уоррен Райс пытался повторить эксперименты Тесла, но проводил их не на турбине построенной в строгом соответствии с запатентованным Теслой образцом. Уоррен Райс проводил эксперименты с одно дисковой системой. Не удивительно, что такая турбина показала эффективность в пределах 40%, и это при использовании одного диска. В своих последних работах с турбиной Тесла, — Уоррен Райс провел всесторонний анализ ламинарного потока в многодисковой турбине:

" При правильном использовании аналитических результатов эффективность турбины при использовании ламинарного потока может быть очень высокой, даже выше 95%. Однако, чтобы добиться высокой эффективности турбины, скорость потока должна быть небольшой, что означает, что большая эффективность турбины достигается за счет использования большого числа дисков и, следовательно, физически большой турбины " ©

Современная многоступенчатая лопастная турбина обычно достигает эффективности 60–70%, в то время как большие паровые турбины часто показывают турбинную эффективность более 90% на практике. Спиральный ротор, подходящий для турбины Тесла разумного размера для обычных жидкостей(пара, газа, воды), как ожидается, должен показать эффективность в районе 60–70%, а возможно и выше.

По материалам открытого интернета.

Оригинальная модель турбины Тесла

magspace.ru

Турбина Тесла. Принцип действия. Турбина тесла принцип работы

Безлопастная дисковая турбина, или роторный двигатель Николы Тесла. :: NoNaMe

Я узнал об этом изобретении в 2006 году, и, честно говоря, оно не произвело на меня какого либо впечатления. Но спустя пару лет, за которые я многое узнал о различных видах двигателей и о принципах их работы, вспомнил о турбине Тесла. Решил, что стоит более подробно разобраться, что же это такое, и как оно работает. Я изучил все патенты, касающиеся этого изобретения, а так же все, что можно было найти на этот счет. Как обычно, в интернете мало чего путного, куча небылиц, и странных, непонятно на чем основанных предположений. Так же в сети можно найти большое количество самодельных моделей, но сделаны они не корректно, так как нет полного понимания принципов работы и процессов, происходящих внутри устройства. Есть и исключения, но их очень мало. Итак, основной принцип, заложенный в работу турбины – вязкость движущейся среды. Н. Тесла в своих патентах описал основные принципы и закономерности данного эффекта. Что же представляет собой безлопастная турбина Тесла? Ротор турбины – это вал с закрепленными на нем плоскими дисками. Между дисками выдерживается определенное расстояние посредством разделяющих шайб, а так же небольших выступов, сделаных на каждом втором диске по обе стороны. Каждый диск имеет окна в центральной части для выхода рабочего тела.

----------------------<cut>----------------------

Основной диск ротора. Собраный ротор. Зазоры между дисками.

Крайние диски делаются более толстыми, так как проходящяя между дисками струя газа пытается раздвинуть диски, а так же для прижимания остальных дисков друг к другу. Так же крайние диски имеют радиальные выступы над окнами, которые служат в качестве части уплотнения.

Боковой диск с радиальными выступами.

Ротор помещается в корпус, который имеет входящее сопло и боковые крышки с отверстиями в центре. К крышкам крепятся еще две детали, не знаю как их правильнее назвать, я их назвал «уши», в которых закрепляются подшипники и обеспечивается отвод отработанной среды.

На внутренней поверхности крышек вырезаны радиальные канавки. Их можно разделить на две группы по их назначению. Первая группа канавок располагается ближе к центру, в эти канавки входят радиальные выступы боковых дисков, что обеспечивает хорошее уплотнение. Канавки и выступы, составляющие уплотнение, должны быть тщательно подогнаны друг к другу. Зазоры должны быть минимально возможными, но и не допускающими трение, что требует высокой точности изготовления. Вторая группа канавок прорезается почти по всей оставшейся поверхности и к ним не предъявляется таких жестких требований по точности изготовления. Боковые диски движутся относительно неподвижных крышек корпуса. Чтобы не создавать дополнительное сопротивление, расстояние между дисками и корпусом нужно увеличить. Именно этой цели и служат радиальные канавки второй группы. Так как поток всегда ищет путь наименьшего сопротивления, а в нашем случае – это канавки между крышками и дисками, основная часть потока проходила бы именно этим путем, и лишь незначительная часть проходила бы между остальными дисками ротора. За счет уплотнения, в канавках возникает повышенное давление, что и не дает среде пройти только этим путем, и среда проходит там, где возможно, т.е. между остальными дисками. Можно было бы сделать и одну широкую канавку, однако это бы увеличило утечку. По этому, лучшего результата можно добиться, используя несколько канавок.

Сопло турбины располагается тангенциально, т.е. по касательной к внутренней поверхности корпуса и может быть выполнено в виде прямоугольной щели, или круглого сужающегося отверстия.

Прямоугольное сопло.

Зазор по периферии между корпусом и ротором делается минимальным, учитывая небольшое увеличение диаметра ротора, при работе на высоких оборотах.

Теперь, имея примерное представление об устройстве турбины, рассмотрим теоретическую базу и рабочий процесс. Если направить поток жидкости, или газа по плоской поверхности, то этот поток начнет увлекать за собой эту поверхность. Такое поведение обусловлено тем, что самый первый слой молекул, прилегающих к плоскости – неподвижен. Следующий слой движется очень медленно, следующий чуть быстрее и так далее. Ниже приведу небольшую выдержку из аэродинамики.

Важной характеристикой движущейся среды является ее вязкость. Вязкость проявляется через свойство прилипания текучей среды к поверхности, тогда как не вязкая среда свободно скользит вдоль обтекаемой поверхности. Чтобы проиллюстрировать влияние вязкости, порождающей силу, замедляющую течение (силу сопротивления), рассмотрим дв

szemp.ru