Ang Tesla turbine ay naimbento ni Nikola Tesla, noong taong 1909. Ito ay isang espesyal na kategorya ng mga turbine na walang mga blades. Hindi tulad ng iba pang mga turbine tulad ng Kaplan atbp, ang turbine na ito ay may limitado at tukoy na mga application. Ngunit dahil sa mga pagsasaalang-alang sa disenyo nito, ito ay isa sa maraming nalalaman na mga turbine. Ang pag-imbento ay humantong sa maraming pangunahing mga aplikasyon sa engineering. Gumagana ito sa prinsipyo ng epekto ng layer ng hangganan, kung saan dahil sa airflow, umiikot ang turbine. Ang pinakamagandang bahagi ng turbine na ito ay maaaring makamit ang isang kahusayan ng hanggang sa 80%. Ang saklaw ng bilis nito ay maaaring maabot hanggang sa antas ng 80,000 rpm para sa maliliit na na-machine na machine. Partikular, ang turbine cant na ito ay ginagamit sa planta ng kuryente pagpapatakbo ngunit maaaring magamit para sa pangkalahatang mga application tulad ng mga bomba, atbp.

Tesla Turbine Diagram

Ang pangunahing istraktura ng Tesla turbine ay ipinapakita sa pigura. Ito ay binubuo ng isang walang blangko turbine na may isang input sa pamamagitan ng isang air pipe nozel. Ang katawan ng turbine ay may dalawang saksakan, ang isa ay para sa papasok na hangin at ang isa para sa paglabas ng hangin. Bukod sa na, ang umiikot na disc ay binubuo ng 3 hanggang 4 na mga layer, na pinagsama. Mayroong isang manipis na puwang ng hangin sa pagitan ng mga layer kung saan ang hangin ay naipasa sa isang napakataas na bilis.

Tesla Turbine

Ang umiikot na disc ay may dalawang mukha, labas at likurang mukha. Sa parehong aspeto, walang saklaw para sa hangin na dumaloy sa labas ng katawan ng turbine. Ang hangin ay maaari lamang pumasok sa pamamagitan ng inlet pipe at palabasin sa pamamagitan ng outlet pipe. Ang katawan ng turbina ay binubuo ng maraming disk rotor na isinama nang magkasama. Ang lahat ng mga rotor disc ay pinagsama sa isang karaniwang baras kung saan maaaring paikutin ang disc.

Mayroong panlabas na pabahay para mailagay ang mga disk. Ang mga disc ay karaniwang konektado sa pamamagitan ng mga bolt. Ang front-end at rear-end ay may mga port ng output ng maubos na kung saan ang hangin ay maaaring lumabas sa katawang turbine. Ang paglalagay ng mga butas ay tapos na ganoon, nilikha ang isang vortex ng papasok na hangin.

Tesla Turbine Theory

Ang pag-input sa mga rotor blades ay ang hangin na may mataas na presyon. Gamit ang isang air hose, na konektado sa bukana ng turbine , ang hangin ay ginawang pagpasok sa katawan na binubuo ng mga disk ng rotor na inilalagay sa baras at madaling maiikot. Sa pagpasok ng hangin sa pabahay ng turbine napipilitan itong lumikha ng isang puyo ng tubig dahil sa hugis ng turbine.

Ang Vortex ay nangangahulugang isang umiikot na masa ng hangin tulad ng sa isang whirlpool o buhawi. Dahil sa paglikha ng isang vortex, ang hangin ay nakakaikot sa napakataas na bilis. Ang pagbuo ng isang vortex ay pangunahing dahil sa disenyo ng turbine. Ang font at likod na takip na katawan ng turbine ay nakalagay tulad nito, ang hangin ay kailangang lumabas sa mga butas na naroroon sa harap at likurang mga takip.

Ang paglabas ng hangin sa ganitong kalikasan ay lumilikha ng isang puyo ng hangin. At pinapaikot ang turbine. Kapag naipasa ng mga air molekula ang disk, lumilikha sila ng isang drag sa disk. Hinihila ng drag na ito ang turbine at pinapaikot ito. Maaari itong pansinin na ang turbine ay maaaring paikutin sa parehong direksyon. Nakasalalay lamang ito sa aling inlet pipe ang ginagamit para sa pag-input ng hangin.

Tesla Turbine Design

Ang disenyo ay binubuo ng dalawang pumapasok na tubo, kung alin ang konektado sa tubo ng hose ng hangin. Sa labas ng dalawang mga inlet, ang sinuman ay maaaring magamit bilang input. Sa loob ng katawan, inilalagay ang mga disk ng rotor na sinamahan kasama ng tulong ng mga bolt. Ang lahat ng mga disc ay inilalagay sa isang karaniwang baras na konektado sa panlabas na katawan.

Halimbawa, kung ginagamit ito bilang isang bomba, kung gayon ang baras ay konektado sa motor. Mayroong isang manipis na puwang ng hangin sa pagitan ng mga disc, kung saan dumadaloy ang hangin at pinapaikot ang mga disc. Dahil sa puwang ng hangin, ang mga molekula ng hangin ay nakalikha ng isang drag sa disc. Ang harap at likurang takip ay mayroong 4-5 na butas kung saan maipapasa ang himpapawid ng hangin sa himpapawid. Ang mga butas ay inilalagay tulad nito, isang vortex ay nilikha at ang hangin ay maaaring paikutin sa isang napakataas na bilis.

Disenyo ng Turbine

Dahil sa mataas na bilis na hangin na ito, nagbibigay ito ng isang mabilis na pag-drag sa disc at ginagawang paikutin ang disc sa napakataas na bilis. Ang puwang ng disc ay isa sa mga kritikal na parameter para sa disenyo at kahusayan ng turbine. Ang pinakamainam na laki ng agwat na kinakailangan upang mapanatili ang layer ng puwang ay nakasalalay sa bilis ng paligid ng disc.

Mga Kalkulasyon sa Disenyo ng Turbine

Maraming mga aspeto ng disenyo ang mahalaga upang makamit ang mataas na kahusayan. Ang ilan sa mga pangunahing kalkulasyon sa disenyo ay
Ang nagtatrabaho likido o ang papasok na hangin ay dapat magkaroon ng minimum na presyon. Kung ito ay tubig, ang presyon ay inaasahan na hindi bababa sa 1000 kg bawat metro kubiko. Ang peripheral velocity ay dapat na 10e-6 meter square bawat segundo.

Ang agwat sa pagitan ng disc ay kinakalkula batay sa angular velocity at peripheral velocity ng disc. Nakasalalay ito sa parameter ng pollhausen na patuloy na nakabatay sa mga bilis. Ang rate ng daloy para sa bawat disk ay kinakalkula bilang isang produkto ng cross-sectional area ng bawat disc at tulin. Batay sa data, ang bilang ng mga disc ay tinantya. Muli, ang diameter ng disc ay mahalaga din upang magkaroon ng mahusay na kahusayan.

Kahusayan ng Tesla Turbine

Ang kahusayan ay ibinibigay ng ratio ng output shaft power sa input shaft power Ito ay ipinahayag bilang

Ang kahusayan ay nakasalalay sa maraming mga kadahilanan tulad ng diameter ng baras, bilis ng mga blades, ang bilang ng mga blades, ang pagkarga na konektado sa baras, atbp Sa pangkalahatan, ang kahusayan ng turbina ay mataas kumpara sa iba pang mga maginoo turbine. Para sa maliliit na aplikasyon, ang kahusayan ay maaaring umabot ng hanggang sa 97%.

Paano gumagana ang Turbine?

Gumagana ang Tesla turbine sa konsepto ng layer ng hangganan. Binubuo ito ng dalawang papasok. Sa pangkalahatan, ang tubig ng hangin ay ginagamit bilang pumapasok sa turbine. Ang katawang turbine ay binubuo ng mga disk ng rotor na isinama kasama ng tulong ng mga bolt. Ang lahat ng mga disk ay inilalagay sa isang karaniwang baras. Ang katawan ng turbina ay binubuo ng dalawang mga kaso, ang harap na pambalot, at ang hulihan na pambalot. Sa bawat pambalot, mayroong 4 hanggang 4 na butas. Ang lahat ng mga kadahilanang ito tulad ng bilang ng mga disk, diameter ng disk, atbp., Ay may mahalagang papel sa pagsusuri ng kahusayan ng turbine.

Paggawa ng Turbine

Kapag pinapayagan ang daloy ng hangin sa pamamagitan ng tubo ng hose, pumapasok ito sa katawang turbine. Sa loob ng katawan ng turbine, inilalagay ang mga disc na konektado sa bawat isa. Mayroong isang manipis na puwang ng hangin sa pagitan ng mga disc. Kapag ang mga molekula ng hangin ay pumasok sa katawan ng turbine ay nagsisiksik sila sa mga disc. Dahil sa pag-drag na ito, nagsisimulang umikot ang mga disc.

Ang harap at likod na mga casing ay binubuo ng mga butas na tulad na kapag pumasok ang hangin ay makalabas ito sa mga butas na ito. Ang mga butas ay inilalagay tulad nito, isang puyo ng hangin o tubig ay itinatag sa loob ng katawan ng disc. Na kung saan ay sanhi ng hangin upang magsikap ng higit pang pag-drag sa mga disc. Ito ay sanhi ng mga disc upang paikutin sa isang napakataas na bilis.

“n channel mosfet h tulay ”

Ang lugar ng pakikipag-ugnay sa pagitan ng vortex at mga disc ay mababa sa mababang bilis. Ngunit habang nakakakuha ang bilis ng hangin, tumataas ang contact na ito, na nagpapahintulot sa mga disc na paikutin sa isang napakataas na bilis. Sinusubukan ng sentripugal na puwersa ng mga disc na itulak ang hangin palabas. Ngunit ang hangin ay walang daanan maliban sa mga butas sa harap at likurang casings. Ginagawa nitong exit sa hangin, at ang vortex ay nagiging mas malakas. Ang bilis ng mga disc ay halos katumbas ng bilis ng airflow.

Mga Kalamangan at Kalamangan ng Tesla Turbine

Ang mga kalamangan ay

Napakataas na kahusayan
Ang gastos sa produksyon ay mas mababa
Simpleng disenyo
Maaaring paikutin sa parehong direksyon

Ang mga dehado ay

Hindi magagawa para sa mataas na mga application ng lakas
Para sa mataas na kahusayan, ang rate ng daloy ay dapat na maliit
Ang kahusayan ay nakasalalay sa at pag-agos ng mga gumaganang likido.

Mga Aplikasyon

Ang turbine ni Tesla dahil sa output power at mga pagtutukoy nito ay may limitadong aplikasyon. Ang ilan sa mga ito ay nabanggit sa ibaba.

Pag-compress ng mga likido
Mga bomba
Mga application ng uri ng turbine ng vane
Mga bomba ng dugo

Samakatuwid nakita natin, ang mga aspeto ng konstruksyon, prinsipyo ng pagtatrabaho, disenyo, at mga aplikasyon ng Tesla turbines. Ang pangunahing sagabal nito ay dahil sa ito ay siksik at maliit sa sukat, limitado ang aplikasyon nito sa mga maginoo na turbine tulad ng Kaplan turbine. Dahil ang kahusayan nito ay napakataas, dapat isipin na paano Tesla turbines maaaring gawin upang magkaroon ng pangunahing mga aplikasyon tulad ng sa mga halaman ng kuryente. Iyon ay magiging isang mahusay na pampalakas sa mababang mahusay na mga halaman.