„Tesla“ turbiną išrado Nikola Tesla 1909 metais. Tai speciali turbinų kategorija, neturinti ašmenų. Skirtingai nuo kitų turbinų, tokių kaip „Kaplan“ ir kt., Ši turbina turi ribotą ir specifinį pritaikymą. Tačiau dėl savo konstrukcijos jis yra vienas iš universalių turbinų. Jo išradimas sukėlė daugybę pagrindinių inžinerinių programų. Jis veikia ribinio sluoksnio efekto principu, kai dėl oro srauto turbina sukasi. Geriausia šios turbinos dalis yra ta, kad ji gali pasiekti iki 80% efektyvumą. Jo greičio diapazoną galima pasiekti iki 80 000 aps./min. Konkrečiai, ši turbinos cant naudojama elektrinė operacijoms, bet gali būti naudojamas bendroms reikmėms, pavyzdžiui, siurbliams ir kt.

„Tesla“ turbinų schema

Pagrindinė „Tesla“ turbinos struktūra parodyta paveiksle. Jis susideda iš bevandenės turbinos, kurios įėjimas yra per oro vamzdžio purkštuką. Turbinos korpusas turi du išėjimus, vienas skirtas oro patekimui, kitas - oro išleidimui. Be to, besisukantis diskas susideda iš 3–4 sluoksnių, kurie yra sujungti. Tarp sluoksnių, kur oras praleidžiamas labai dideliu greičiu, yra plonas oro tarpas.

„Tesla“ turbina

Besisukantis diskas turi du paviršius, išorinį ir galinį. Abiem aspektais nėra galimybės orui tekėti už turbinos korpuso ribų. Oras gali patekti tik per įleidimo vamzdį ir išleisti pro išleidimo vamzdį. Turbinos korpusą sudaro keli diskiniai rotoriai, kurie yra sujungti. Visi rotoriaus diskai yra sujungti į bendrą ašį, kur diskas gali pasisukti.

Diskams uždėti yra išorinis korpusas. Diskai paprastai jungiami varžtais. Priekyje ir gale yra išmetimo angos, per kurias oras gali išeiti iš turbinos korpuso. Skylės dedamos taip, kad susidarytų įleidžiamo oro sūkurys.

„Tesla“ turbinų teorija

Į rotoriaus mentes įleidžiamas oras esant aukštam slėgiui. Naudojant oro žarną, sujungtą su oro įvadu turbina , oras patenka į korpusą, kurį sudaro rotoriaus diskai, kurie yra ant veleno ir kuriuos galima lengvai pasukti. Orui patekus į turbinos korpusą, jis priverstas sukurti sūkurį dėl turbinos formos.

Sūkurys reiškia sūkuriuojančią oro masę kaip sūkuryje ar sūkuryje. Dėl sūkurio sukūrimo oras sugeba suktis labai dideliu greičiu. Virpulio susidarymas yra esminis dėl turbinos konstrukcijos. Turbinos šriftas ir galinio gaubto korpusas dedami taip, kad oras turėtų išeiti pro skylutes, esančias priekiniuose ir galiniuose dangčiuose.

Oro išėjimas šioje gamtoje sukuria oro sūkurį. Ir priverčia turbiną suktis. Kai oro molekulės praeina pro diską, jos sukuria disko pasipriešinimą. Šis pasipriešinimas traukia turbiną žemyn ir priverčia ją suktis. Galima pažymėti, kad turbina gali suktis į abi puses. Tai priklauso tik nuo to, kuris įleidimo vamzdis naudojamas orui įleisti.

„Tesla“ turbinų dizainas

Konstrukciją sudaro du įleidimo vamzdžiai, iš kurių vienas yra sujungtas su oro žarnos vamzdžiu. Iš dviejų įvadų bet ką galima naudoti kaip įvestį. Korpuso viduje yra rotoriaus diskai, kurie sujungiami varžtų pagalba. Visi diskai dedami ant vieno bendro veleno, sujungto su išoriniu korpusu.

Pavyzdžiui, jei jis naudojamas kaip siurblys, velenas yra prijungtas prie variklio. Tarp diskų yra plonas oro tarpas, kur oras teka ir priverčia diskus pasisukti. Dėl oro tarpo oro molekulės sugeba sukurti disko pasipriešinimą. Priekiniame ir galiniame dangtyje yra 4-5 skylės, per kurias įleidžiamas oras gali būti praleistas į atmosferą. Skylės dedamos taip, kad būtų sukurtas sūkurys ir oras galėtų suktis labai dideliu greičiu.

Turbinų dizainas

Dėl šio greitaeigio oro jis sukelia greitą disko tempimą ir priverčia diską suktis labai dideliu greičiu. Disko tarpas yra vienas iš svarbiausių turbinos konstrukcijos ir efektyvumo parametrų. Optimalus tarpo dydis, reikalingas plyšio sluoksniui išlaikyti, priklauso nuo periferinis greitis disko.

Turbinos konstrukcijos skaičiavimai

Daugybė dizaino aspektų yra svarbūs norint pasiekti aukštą efektyvumą. Kai kurie pagrindiniai projektiniai skaičiavimai yra
Darbinis skystis arba įleidžiamas oras turi turėti minimalų slėgį. Jei tai yra vanduo, manoma, kad slėgis bus ne mažesnis kaip 1000 kg vienam metrui kubo. Periferinis greitis turi būti 10e – 6 metrų kvadratas per sekundę.

Tarpas tarp disko apskaičiuojamas atsižvelgiant į disko kampinį greitį ir periferinį greitį. Tai priklauso nuo pollhauseno parametro, kuris nuolat priklauso nuo greičio. Kiekvieno disko srautas apskaičiuojamas kaip kiekvieno disko skerspjūvio ploto ir greičio sandauga. Remiantis duomenimis, įvertinamas diskų skaičius. Vėlgi, disko skersmuo taip pat yra svarbus, kad būtų geras efektyvumas.

„Tesla“ turbinų efektyvumas

Efektyvumas nurodomas išėjimo veleno galios ir įvesties veleno galios santykiu. Jis išreiškiamas kaip

Efektyvumas priklauso nuo daugelio veiksnių, tokių kaip veleno skersmuo, ašmenų greitis, ašmenų skaičius, apkrova, sujungta su velenu ir kt. Apskritai turbinos efektyvumas yra didelis, palyginti su kitomis įprastomis turbinomis. Mažoms programoms efektyvumas gali siekti net 97%.

Kaip veikia turbina?

„Tesla“ turbina dirba pagal ribinio sluoksnio koncepciją. Jis susideda iš dviejų įvadų. Apskritai oro vanduo naudojamas kaip turbinos įleidimo anga. Turbinos korpusas susideda iš rotoriaus diskų, kurie sujungiami varžtų pagalba. Visi diskai dedami ant bendro veleno. Turbinos korpusas susideda iš dviejų korpusų: priekinio ir galinio korpuso. Kiekviename apvalkale yra nuo 4 iki 4 skylių. Visi šie veiksniai, tokie kaip diskų skaičius, disko skersmuo ir kt., Vaidina svarbų vaidmenį vertinant turbinos efektyvumą.

Darbuoja turbina

Leidžiant orui tekėti žarnos vamzdžiu, jis patenka į turbinos korpusą. Turbinos korpuso viduje dedami diskai, kurie yra sujungti vienas su kitu. Tarp diskų yra plonas oro tarpas. Kai oro molekulės patenka į turbinos kūną, jos veikia diskus. Dėl šio pasipriešinimo diskai pradeda suktis.

Priekinį ir galinį korpusą sudaro tokios skylės, kad patekęs oras pro šias skyles išeina. Skylės dedamos taip, kad disko kūne būtų oro ar vandens sūkurys. Dėl to oras labiau traukia diskus. Dėl to diskai sukasi labai dideliu greičiu.

“kaip veikia alkūninis žibintuvėlis ”

Vortexo ir diskų sąlyčio plotas mažu greičiu yra mažas. Bet kai oras įgauna greitį, šis kontaktas padidėja, o tai leidžia diskams pasisukti labai dideliu greičiu. Diskų išcentrinė jėga bando stumti orą į išorę. Bet oras neturi kelio, išskyrus skylutes priekiniame ir galiniame korpusuose. Tai padaro oro išėjimą ir sūkurys tampa stipresnis. Diskų greitis yra beveik lygus oro srauto greičiui.

„Tesla“ turbinos privalumai ir trūkumai

Privalumai yra

Labai didelis efektyvumas
Gamybos kaina yra mažesnė
Paprastas dizainas
Galima pasukti į abi puses

Trūkumai yra

Tai neįmanoma naudojant didelės galios programas
Siekiant didelio efektyvumo, srauto greitis turi būti mažas
Efektyvumas priklauso nuo darbo skysčių įtekėjimo ir ištekėjimo.

Programos

„Tesla“ turbina dėl išėjimo galios ir specifikacijų yra ribota. Kai kurie iš jų yra paminėti žemiau.

Skysčių suspaudimas
Siurbliai
Sparnų tipo turbinų pritaikymas
Kraujo pompos

Taigi mes matėme „Tesla“ turbinų konstrukcinius aspektus, veikimo principą, dizainą ir pritaikymą. Pagrindinis trūkumas yra tai, kad jis yra kompaktiškas ir mažo dydžio, todėl jis yra ribotas, palyginti su įprastomis turbinomis, tokiomis kaip „Kaplan“ turbina. Kadangi jo efektyvumas yra labai didelis, reikia galvoti, kad kaip „Tesla“ turbinos gali būti pritaikytos, pavyzdžiui, elektrinėse. Tai būtų puikus postūmis mažai našiems įrenginiams.