Тесла безлопастная турбина: Безлопастная турбина для ТЭС, как изобретение Николы Теслы — № 06 (27) декабрь 2016 года — Тепловая энергетика — WWW.EPRUSSIA.RU

Неизвестное изобретение Никола Тесла

Непревзойденное открытие гениального ученого по имени Никола.

За свою жизнь Никола Тесла изобрел немало технических устройств, которые считаются революционными и по сей день. Одно из них – безлопастная турбина. Такое название она получила благодаря своей уникальной конструкции. В ее основу был заложен не традиционный эффект давления жидкости либо пара, как в привычной всем турбине, она функционирует совершенно иным образом, используя потенциал пограничного слоя. Именно поэтому это изобретение Николы Тесла по другому еще называется турбиной пограничного слоя.

Современные биоинженеры именуют данную турбину Тесла многодисковым центробежным насосом. С точки зрения архитектуры строения этого устройства подобное определение выглядит более корректным. Дело в том, что турбина пограничного слоя оснащена специальными дисками, причем их количество не регламентировано. Чем и пользуются современные изобретатели, которые не устают перекраивать на свое усмотрение великое творение Тесла.

В духе эпохи

В начале прошлого века было сделано столь много открытий и изобретений, что некоторые из них оказались просто незамеченными и были незаслуженно забыты на определенное время. Тем не менее, крупные компании, занимавшиеся индустриализацией промышленности, не проходили мимо новых мощных моторов, а также генераторов энергии. Обратили они внимание и на изобретение Тесла.

 

Первый обзор: 2016 Tesla Model X P90D Ludicrous

Мало кто знает, что первую рабочую модель своего будущего устройства Тесла соорудил еще в детстве. Но будучи человеком творческого склада ума, в голове которого постоянно возникают новые идеи, он вскоре забыл о своем изобретении и переключился на новые.

Новое – это хорошо забытое старое

О своем старом творении Тесла вспомнил под давлением обстоятельств. В противном случае оно так бы и осталось одной из его детских «поделок». В общем, великому изобретателю пришлось отыскать свою установку и протереть ее от пыли в те годы, когда традиционные турбины с низким КПД перестали соответствовать требованиям времени. Тогда весь мир остро нуждался в революционных идеях, которые смогли бы совершить настоящий прорыв в производстве — низкая скорость вращения старых турбин тормозила прогресс.

Обычная турбина тех времен работала на контрасте давления, которое образовывалось на входе и на выходе. Что же касается рабочего тела, то в его качестве она использовала горячий газ. Им мог быть и перегретый газ, через специальные форсунки он поступал к лопаткам турбины и приводил вал в движение.

А вот турбина Тесла сильно отличалась от стандартных устройств. Во-первых, в ее конструкции не было предусмотрено лопаток, которые сами по себе имели много недостатков. Во-вторых, она комплектовалась совершенно гладкими дисками, а также форсунками, направляющими горячий газ к самому краю диска.

Несмотря на то, что турбине Тесла были присущи некоторые недостатки, их с лихвой компенсировала высокая мощность. Благодаря уникальной конструкции она имела совершенно феноменальные характеристики. В частности, КПД турбины мог доходить до 60%. Безусловно, такое открытие не могло остаться незамеченным, и в 1913 г. Тесла получил патент на свое изобретение.

Нюансы работы турбины

Чтобы в рабочем теле не создавался эффект турбулентности, у дисков вала турбины Тесла должна быть особая конструкция. Их края необходимо было сделать предельно тонкими. В таком случае увеличивалась скорость потока. Также самого максимально КПД при таком устройстве турбины можно было достичь, если расстояние между дисками будет сопоставимо с толщиной пограничного слоя.

Современные осевые турбины, которыми в наше время оснащаются паровые установки и реактивные двигатели, могут достичь КПД в пределах 60-70%. Но если речь идет о силовой установке, то они способны вытянуть только от 25% до 42%. Казалось бы, увеличить эти показатели нереально, так как в современных установках используются самые передовые технологии.

Однако, в свое время Тесла сделал интригующее заявление. Он сказал, что одна из паровых версий его турбины может повысить КПД до целых 95%. К сожалению, тогда он не подкрепил свои слова доказательствами. Правда, не исключено, что его заявление носило лишь рекламный характер, как выразились бы в наше время маркетологи. А, возможно, он знал что-то, чего не знаем мы. Вот только ему не хватило времени подкрепить свои слова доказательной базой.

Но как бы там ни было, в свое время на заводах «Westinghouse» была проведена серия испытаний паровой версии турбины Тесла. Согласно им, был получен следующий результат. Устройство великого изобретателя показало паровую мощность равную 38 фунтам на 1 л. с. в час. Этот показатель соответствует КПД турбины в пределах 20%.

Иначе говоря, громкое заявление Тесла не нашло своего подтверждения. При этом его поклонники не исключают, что их кумир просто не раскрыл всех секретов своей турбины и унес с собой тайну в могилу. Что ж, и такую версию нельзя списывать со счетов, учитывая неординарную личность изобретателя.

Удачный эксперимент

В середине ХХ в. Уоррен Райс решил воспроизвести эксперименты Тесла. При этом он взял за основу не ту турбину, сконструированную согласно образцу, который официально запатентовал великий изобретатель. Для исследования ему потребовалась лишь однодисковая установка. Невероятно, но факт – эта турбина продемонстрировала немалую эффективность достигнув КПД в районе 40%. Столь потрясающий результат выглядит еще более необычным, если учесть то, что Уоррен Райс использовал турбину, которая была оснащена всего одним диском.

 

2017 Tesla Model 3 — Официальный дебют

Но останавливаться на достигнутом Райс не стал. Вскоре он провел эксперимент и с многодисковой турбиной. Он выяснил, что при корректном применении так называемого ламинированного потока КПД такой установки может достигать 95% и более. Тем не менее, для этого необходимо задействовать множество дисков.

Примечательно, что все современные многоступенчатые лопастные турбины способны выдавать КПД не более 70%. А вот огромные турбины на пару, как показала практика, достигают и вовсе 90%.

Противостояние гениев

Считается, что в каждое столетие рождается по одному гению. Но так получилось, что XIX и XX века подарили истории много неординарных личностей. Так, в одно время с Тесла жил и другой не менее известный изобретатель — Томас Эдисон.

Когда в конце XIX в. Тесла покинул Европу и перебрался в Нью-Йорк, у него практически не было денег. Чтобы заработать на жизнь он устроился на работу к успешному предпринимателю и изобретателю Эдисону. Последний с радостью трудоустроил одаренного юношу. Однако должность Тесле досталась далеко не самая престижная. Он стал инженером в обязанности которого входил ремонт электрических двигателей, а также генераторов постоянного тока.

Поначалу ничего не предвещало беды. Но со временем между Тесла и Эдисоном стали возникать разногласия. Они не могли найти общий язык не только в подходе к работе, но и в понимании самих физических процессов. Оно и неудивительно, так как Эдисон был в первую очередь бизнесменом. На первое место он всегда ставил экономическую выгоду от того или иного проекта. Тесла же был типичным творческим человеком, в котором отсутствовала предпринимательская жилка.

Тесла и Эдисон проработали вместе около года, после чего разорвали всякие отношения. Одним словом, они окончательно и бесповоротно рассорились. Это пошло изобретателю уникальной турбины на пользу — вскоре он открыл свою компанию, которая называлась «Тесла Эрк Лайт Компани».

Дела Теслы сразу же пошли в гору. При этом он развернул масштабную агитацию против Эдисона и стал активно критиковать пропагандируемый им постоянный ток. Причем сам он был приверженцем переменного тока. Безусловно, бывший работодатель Тесла не мог ему уступить. В связи с чем между ними разгорелось настоящее противостояние, которое вошло в историю, как «война токов».

В итоге Тесла оказался прав. Благодаря его многочисленным изобретениям мир стал таким, каким он есть сейчас.

К великому изобретателю Тесле можно относиться по-разному. Но его заслуги перед наукой неоспоримы. К тому же множество его открытий до сих пор будоражат умы ученых. Кто знает, что было бы, если бы он прожил дольше и смог бы воплотить в жизнь еще несколько своих идей. Однако история не любит сослагательного наклонения. Тесла и так много сделал для человечества и за это люди должны быть ему благодарны.

 

Автор: Сергей Василенков

Безлопастные турбины (1909–1910). Абсолютное оружие Америки [Никола Тесла

Безлопастные турбины (1909–1910)

22 марта 1909 года

Дорогой полковник Астор,

Я с радостью узнал из газет, что вы вернулись в город, и спешу сообщить вам, что моя паровая и газовая турбины, насос, водяная турбина, воздушный компрессор и пропеллер оказались очень удачными. По мнению многих компетентных людей, эти изобретения произведут настоящую революцию. Моя газовая турбина, как нельзя лучше подходит для летательного аппарата, поскольку способна создавать мощность от четырех до пяти лошадиных силна каждый фунт веса. Я упорно работал над созданием летающей машины, и это будет нечто необыкновенное. У меня нет гребного винта, наклонной панели и руля – фактически ничего старого, и моя машина позволит поднимать огромный вес и переносить его по воздуху с неимоверной скоростью. Мы создаем автомобиль, в котором воплощены все новые принципы, и я также разрабатываю модель локомотива для железной дороги и пытаюсь адаптировать свою новую систему двигателя для одного из крупнейших атлантических лайнеров. Вся эта информации конфиденциальна. Я пишу вам, зная, что вы будете рады моим успехам.

С наилучшими пожеланиями искренне ваш Никола Тесла

После смерти болезненного поэта Роберта Уотсона Гилдера в ноябре 1909 года Роберт Андервуд Джонсон из заместителя превратился в главного редактора. На торжественной церемонии присутствовали многие знаменитости, в том числе Марк Твен и восходящая звезда поэзии – двадцатичетырехлетний «вундеркинд» Георг Сильвестр Вирек. Луке было неприятно получить повышение по службе таким путем, но подчиненные не желали видеть на этом посту никого другого. Смерть Гилдера стала для журнала «Сенчури» еще одним предзнаменованием конца важной эпохи.

Тесла присутствовал на рождественском ужине. Разговор вертелся вокруг проблем Роберта: как поднять постоянно снижающиеся тиражи. В борьбе с Целой плеядой вульгарных журналов, рассчитанных на массового читателя, Лука был вынужден снизить свои стандарты, позволив таким словам из четырех букв, как «черт», украшать страницы «Сенчури».

Кэтрин обсуждала с сэром Оливером Лоджем его недавнее заявление о встрече с медиумом, который утверждал, что беседовал с «умершими членами Общества физических исследований», но Тесла считал такую форму «беспроводной связи» чушью. Ему больше хотелось опровергнуть профессора Пикеринга. утверждавшего, что он может возвести в Техасе зеркальный комплекс стоимостью 10 000 долларов для подачи сигналов Марсу.

«Идея, будто зеркала смогут отражать параллельные лучи солнца, пока за гранью наших возможностей. Но существует один способ связаться с другими планетами», – говорил Тесла, а в глазах его хозяев загоралась идея восстановления Уорденклиффа. Конечно, вся проблема была в деньгах, поэтому Тесла заговорил о новейшей схеме добывания денег – это было его последнее изобретение.

Тесла обвиняли в том, что он фантазер и мечтатель, и ученый-виртуоз «собрал всю волю в кулак в спокойном уединении ночи», чтобы найти способ оправдать себя. Он часто покидал номер в гостинице «Уолдорф» после полуночи, чтобы побродить по улицам и подумать. Его святилищем был огромный зал Гранд-Сентрал-Стейшн. Здесь, под сводами дремлющей часовни, в четыре часа утра ученый слышал эхо своих одиноких мыслей в туннелях, где спали поезда, или вокруг величественных мраморных лестниц, царивших над просторной пассажирской ареной и возносящихся прямо к звездному куполу, украшенному созвездиями и мифическими богами. Это был его великий вокзал, где можно было почерпнуть вдохновение у Пегаса, Геркулеса, Девы, Кентавра, Близнецов, Гидры или Ориона. Возможно, ключом к разгадке станет корабль «Арго».

Уорденклифф стал навязчивой идеей. Пока не удастся полностью возродить его, Тесла не будет чувствовать себя удовлетворенным. Полумеры исключены. Либо он возводит здание таким, каким оно было задумано, либо не возводит вообще. Шерфф с женой, отцом и новорожденным ребенком периодически посещали станцию и передавали деньги на уплату налогов и зарплаты мистеру Хокинзу – смотрителю.

Однако другая идея, возникшая у Тесла, некоторым образом даже вытеснила Уорденклифф. Небо было усеяно самолетами и дирижаблями, силы, противостоящие источникам света без нити накаливания, становились все более мощными, а беспроводные передатчики росли как грибы после дождя по берегам лесных рек. В январе 1908 года французы построили радиовещательную станцию на вершине Эйфелевой башни для передачи сообщений в Марокко. Начальник строительства предсказал, что такие импульсы «теоретически могут облететь весь мир и вернуться на башню». Ли Де Форест начал приобретать известность в Штатах и вскоре заключил контракты с правительством и миллионерами на создание «радиотелефонов» (радиомаяков?) на крышах самых высоких зданий Манхэттена. В 1907 году он передал голос Энрико Карузо, выступавшего в Метрополитен-опера. Большинство слушателей находились на ближайших судах. Одновременно Де Форест нашел способ увеличения скорости передачи сообщений кодом Морзе. Теперь он мог отправлять шестьсот слов в минуту – удивительно!

«Я совершенно уверен, – заявил Де Форест, – что через пять лет каждый корабль будет оборудован беспроводным телефоном. Я с нетерпением ожидаю дня, когда таким образом опера зазвучит в каждом доме. Когда-нибудь новости и даже объявления будут передаваться публике по беспроводному телефону».

Далее Де Форест критиковал устройства Маркони, который так и не решил проблему статического электричества, и обещал, что его собственная новая система настройки со временем станет стандартом. На следующий год он подписал контракт на производство «беспроводных телефонов» с компанией Белла и начал установку таких аппаратов между Филадельфией и Нью-Йорком. Тесла считался докой в этой области, и мистер Болдт смертельно оскорбил его, наняв компанию «Юнайтед Уайерлесс» для размещения двух сорокафутовых передатчиков на крыше «Уолдорфа» и заплатив за работу 3000 долларов.

Однако Маркони по-прежнему пользовался широкой известностью, его имя знали в каждом доме, а в каждом воскресном приложении газета «Нью-Йорк Таймс» изображала на мачте судна беспроводной передатчик Маркони, соединивший континенты и моря.

Первичный двигатель. «Турбина Тесла является апофеозом простоты. Она настолько отличается от всех предшествующих, что это кажется просто невероятным».

Беспроводная система Тесла «намного опередила свое время», но он посвятил себя «другим изобретениям, которые были больше по душе практичным людям». «После долгих лет размышлений я создал то, что было больше всего нужно миру: эффективный первичный двигатель», – писал ученый. Тесла говорил о создании мошной сверхлегкой турбины, которая сможет заменить газовый двигатель в автомобилях, самолетах, торпедах и даже океанских лайнерах или превратиться в насос для подачи воздуха, твердых веществ или жидкостей. Это замечательное устройство может использоваться для создания жидкого кислорода или его можно поместить над мусоросжигателями – для превращения тепла в энергию. Зародившийся среди детских игр Нико и Данэ с водяным колесом в Смиляне, этот многогранный и революционный проект впервые увидел свет в 1906–1907 годах. Изобретение было названо безлопастной турбиной.

Последнее чудо короля механики. Фрэнк Паркер Стокбридж.

– Вы получили то, что профессор Лэнгли пытался использовать в своем летательном аппарате, – двигатель, который обладает мощностью в одну лошадиную силу на фунт веса? – поинтересовался я.

– Мне удалось добиться большего, – ответил доктор Тесла. – У меня есть двигатель, обладающий мощностью в десять лошадиных сил на фунт веса. Он в двадцать пять раз мощнее самых легких двигателей, используемых сегодня. Самый легкий газовый двигатель в аэропланах весит два с половиной фунта – и имеет мощность в одну лошадиную силу. При таком весе я могу получать двадцать пять лошадиных сил.

– Значит, проблема полета решена?

– Да, и многие другие тоже. Это идеальный вращающийся двигатель. Это достижение, о котором мечтали все инженеры-механики со времен изобретения парового двигателя».

Далее ученый принялся объяснять принцип действия своего двигателя. Изучив свойства воды и пара, проходящих через двигатель, Тесла исследовал, как вязкость и сцепление связаны с вращением лопасти.

«Металл не впитывает воду, однако какое-то количество воды все же пристает к нему. Капля воды может изменить форму, однако ее частицы остаются невредимыми. Эта тенденция всех жидкостей противостоять разделению называется вязкостью», – объяснял ученый. Используя эти принципы, Тесла запатентовал совершенно новую турбину, лишенную привычных лопастей, и заменил их серией дисков, расположенных близко друг от друга. Они напоминали ряд монеток, стоящих на ребре. В центре каждого диска было отверстие для удаления жидкости и для поворота центральной оси. «Трение обшивки замедляет продвижение корабля в море или самолета в воздухе», но Тесла использовал это мнимое препятствие таким образом, что вращение турбины усиливалось, а не замедлялось под влиянием сцепления и вязкости среды. Это было гениальное решение.

Движение по спирали начиналось на периферии каждого диска, когда вода охватывала его все плотнее и плотнее, а по мере приближения к центральному отверстию спиральное действие все усиливалось. Таким образом, жидкость под давлением, например, пара могла попасть в закрытую камеру, где находился горизонтальный ряд дисков, и заставить их вращаться. Следуя естественной тенденции создавать водоворот, жидкость будет вращаться все быстрее и быстрее, по направлению к центру. Одновременно благодаря сцеплению она будет увлекать за собой соответствующий диск, и это вращение может быть использовано, например, для получения электричества; обратный ход превратит инструмент в насос, а присоединение его к индукционному мотору – в реактивный двигатель.

«Один из таких действующих насосов с восемью дисками по восемнадцать дюймов в диаметре может накачать четыре тысячи галлонов воды на высоту 360 футов…

– Допустим, мы обратим действие вспять. Предположим, у нас будет вода, или воздух, или пар под давлением, что тогда произойдет?

– Диски будут вращаться, и любые устройства, прикрепленные к оси, также заработают, таким образом насос превратится в двигатель, – предположил я.

– Именно это и произойдет, – подтвердил доктор Тесла. – Не потребуется никакой тонкой настройки, – продолжил Тесла. – Расстояние между дисками нельзя назвать тщательно выверенным. Соединяя двигатели между собой в группы, можно отказаться от использования в механизмах зубчатой передачи. Этот мотор особенно подойдет для автомобилей, поскольку будет работать на газе так же хорошо, как и на пару.

Представьте, какие возможности дает использование двигателя мощностью тысячу лошадиных сил, весящего всего сто фунтов. Вместо двигателей «Лузитании» можно разработать двигатели, в двадцать пять раз превосходящие ее мощность в 80 000 лошадиных сил, если удастся обеспечить вместимость котла, необходимую для подачи пара. Тогда у нас появится двигатель, превосходящий все когда-либо созданные.

В январе 1909 года Джордж Шерфф, работавший на компанию по производству серы, отправил Тесла письмо с просьбой о финансовой помощи. «Мои кредиторы преследуют меня. Я оценю любую вашу помощь».

Вместо того чтобы выслать Шерффу денег, Тесла отправил чек миссис Шварц, которая тоже была одно» из разоренных вкладчиц. Нуждаясь сам, Шерфф пытался получить эти деньги, но Тесла, который тысячи раз оказывался на месте Шерффа, беспечно написал ему: «Мне жаль видеть, как вы теряете хладнокровие и выдержку. Миссис Шварц слаба, а вы вполне способны бороться. Вы должны взять себя в руки и сражаться со злыми силами». Вскоре после этого Шерфф отправил Тесла второе письмо, сообщая ему, что приготовил средства на оплату налогов за Уорденклифф. «Несколько ночей назад в мой дом забрался вор и вычистил всю наличность», – добавлял Шерфф. Тесла понял намек и вознаградил своего бывшего секретаря, в ноябре отправив ему чек.

11 ноября 1909 года

Дорогой мистер Тесла,

Благодарю вас за 200 долларов. Мне тем более приятно, что эти деньги являются свидетельством того, что вы движетесь вперед и скоро добьетесь цели, к которой так долго и упорно стремились.

Искренне ваш,

Джордж Шерфф

В марте 1909 года Тесла организовал вместе с Джозефом Ходли и Уолтером Найтом компанию по производству двигателей. Начальный капитал составлял один миллион долларов, и журнал «Электрикал Уорлд» сообщал, что турбины продает «Алабама Консолидейтид Коул энд Айрон Компани». Тесла также основал другие компании: «Тесла Озон Компани» со стартовым капиталом в 400 000 долларов и «Тесла Электротерапьютик Компани», которая в союзе с полковником Рэем поставляла на рынок электротерапевтические приборы.

Современная озонотерапия. Во время недавнего симпозиума, отмечавшего столетнюю годовщину со дня приезда Тесла в Америку, Дж. Фрайботт – врач, использовавший оборудование для производства озона, заявил, что после инъекций чистого озона человека, страдающего раком прямой кишки, «удалось вылечить от тридцати новообразований». По словам Фрайботта, эта форма кислорода, как естественный продукт солнечной активности в верхних слоях атмосферы, обладает «окисляющими, антисептическими и противомикробными свойствами и оказывает успокаивающее воздействие на многих людей». Когда Фрайботта спросили об опасности появления эмболии, он заметил, что «воздушные эмболии» вызваны не попаданием в кровь пузырьков кислорода, как обычно считают, а веществами, попадающими в кровь вместе с кислородом. Эта работа новая и противоречивая, хотя исследования были подтверждены физиками.

Конечно, Тесла не делал больным инъекций озона, однако он сконструировал электротерапевтическое устройство для жены Шерффа, которая в то время была больна. «Я уверен, что это принесет вам и миссис Шерфф пользу, – писал Тесла, саркастически замечая: – Если в вашем доме нет электричества, вам придется сменить квартиру».

В 1909–1910 годах ученый жил попеременно то в Провиденсе, то в Бриджпорте, то в Нью-Йорке, где устанавливал различные модели своих турбин. В основном работа велась в Бриджпорте.

«Сейчас я работаю над новым проектом автомобиля, локомотива и токарного станка, в которых будут воплощены мои изобретения и которые должны я иметь колоссальный успех, – писал Тесла Шерффу. – Единственная проблема заключается в деньгах, но в скором времени деньги польются на меня рекой, и тогда вы можете обращаться ко мне по любому поводу». В другом письме он оптимистично заверял: «Все развивается очень благоприятно, и, похоже, моя мечта о строительстве беспроводной станции Е осуществится еще до наступления лета».

В марте 1910 года жена Оуэна родила первого сына – Роберта Андервуда Джонсона-младшего. Однако весной Тесла и его близким пришлось пережить немало неприятных минут, когда стало известно, что Джон Джейкоб Астор и его сын Винсент пропали в море. Ученый искренне радовался, когда стало известно, что один из десяти богатейших людей мира и его сын нашлись. Неизвестно, до какой степени Астор помог Тесла в его работе над турбинами, однако есть некоторые доказательства того, что ученый установил подводный реактивный двигатель на «таинственном судне» Астора на реке Гарлем. «Нью-Йорк Таймс» сообщала, что судно «было помесью дирижабля и корабля». Если это был революционный летательный аппарат, над которым работал Тесла, то они с Астором сделали все возможное, чтобы о нем не узнал репортеры. Одним из преимуществ этого проекта являлось то, что риск смерти в результате экспериментальных полетов мог быть сведен к минимуму, поскольку аппарат был способен парить только над водой.

Уверенный в грядущей победе, Тесла написал своему другу Чарльзу Скотту из корпорации Вестингауза, заказав ему миллион индукционных моторов для своих турбин. «Но, поскольку я научился не торопиться, – добавлял он, – сначала я возьму только один».

В ноябре 1910 года, оказавшись на волне успеха, ученый переехал в престижное сорокавосьмиэтажное здание Метрополитен-тауэрс на Мэдисон-авеню, 1, недалеко от парка. Его офис был расположен на двадцатом этаже, под знаменитыми часами, и ученый мог смотреть из окна самого высокого здания в мире на город, бурлящий внизу, когда готовился к следующему шагу по направлению к своему Граалю – всемирной телеграфной системе.

Данный текст является ознакомительным фрагментом.

Безлопастные турбины (1909–1910)

Безлопастные турбины (1909–1910)
22 марта 1909 года
Дорогой полковник Астор,
Я с радостью узнал из газет, что вы вернулись в город, и спешу сообщить вам, что моя паровая и газовая турбины, насос, водяная турбина, воздушный компрессор и пропеллер оказались очень удачными. По мнению

1909

1909
26 мая 1909 г. Перед вечером пошли гулять. Евгений, Петя и дьяконов сын пошли через Казаковку ловить перепелов, мы с Колей62 в Колонтаевку. Лежали в сухом ельнике, где сильно пахло жасмином, потом прошли луг и речку, лежали на Казаковском бугре. Теплая, слегка душная заря,

Глава двадцать восьмая 1909-1910

Глава двадцать восьмая
1909-1910
Сезон 1909/10 года я начала очень поздно, лишь 13 декабря, в бенефис кордебалета артистов и артисток, и выступила в балете «Щелкунчик» в роли феи Драже.Незадолго пред тем, 29 ноября, в бенефис О. О. Преображенской шел балет «Талисман» на музыку Р.

1909

1909
26 мая 1909 г.Перед вечером пошли гулять. Евгений, Петя и дьяконов сын пошли через Казаковку ловить перепелов, мы с Колей в Колонтаевку. Лежали в сухом ельнике, где сильно пахло жасмином, потом прошли луг и речку, лежали на Казаковском бугре. Теплая, слегка душная заря,

Турбины

Турбины
В то время, как часть изобретателей всех стран и многих поколений работала над созданием двигателей с прямолинейно-возвратным движением, другая часть их, направляясь по иному пути, трудилась над созданием двигателей без цилиндра и поршня, двигателей с

Развитие турбины Лаваля и ее значение

Развитие турбины Лаваля и ее значение
Как только в мастерских Лаваля были изготовлены первые турбины и произведено их испытание, доказавшее не только возможность, но и выгодность их практического применения, изобретатель, нисколько не сомневаясь в том, что вслед за тем

МОЯ ЖИЗНЬ КАДЕТА (1903 – 1909 годы, Валштат, 1909 – 1911 годы, Лихтерфельде)

МОЯ ЖИЗНЬ КАДЕТА
(1903 – 1909 годы, Валштат,
1909 – 1911 годы, Лихтерфельде)
Одиннадцатилетним мальчиком я поступил в кадетский корпус. Этого хотел отец, с моими желаниями не считались.Мне было трудно подчиняться строгой дисциплине и порядку. Я не очень-то беспокоился по поводу

5 Плод, сорвавшийся с древа (Гейдельберг 1909–1910 / Финляндия 1911)

5
Плод, сорвавшийся с древа
(Гейдельберг 1909–1910 / Финляндия 1911)
Июль — август 1908 года: путешествие в Швейцарию. Поспешное бегство в Италию и мечты об Италии в поздние годы. Первые стихи и ранняя зрелость: падение плода, «вещая печаль» и «тихая свобода». Препятствия для

1909

1909
31 мая 1909. Кочеты.Вчера я в первый раз почувствовала весь размер своей ответственности перед своей девочкой. Она болела дифтеритом с крупом. Чуть не умерла. Заболела 14-го мая. Когда она немного поправилась, я взяла ее к себе спать, потому что в ее и соседней комнате

Паровые турбины не для авиации

Паровые турбины не для авиации
Нельзя сказать, что над применением газовой турбины для самолетов в нашей стране до этого никто не думал. Теоретическое обоснование применения газовой турбины в авиации в 1935 году дано профессором Уваровым. Им же в Москве был разработан

1909

1909
Оставлен в 3-м классе корпуса по болезни. Знакомство с Г. И. Чулковым, С. М. Городецким. Первые стихи, рассылаемые по газетам и

Текст к денежному отчету за 1910 г. Комитет помощи каторжанам, основанный в Париже В. Н. Фигнер в январе 1910 года

Текст к денежному отчету за 1910 г.
Комитет помощи каторжанам, основанный в Париже В. Н. Фигнер в январе 1910 года
31 декабря 1909 года в Париже, под впечатлением писем, рисовавших ужасные условия жизни политических каторжан в России, несколько лиц, собравшиеся для встречи нового

Часть пятая (1909–1910)

Часть пятая (1909–1910)
Заграничная командировкаДело с Саратовом ещё не совсем определилось, и в заграничную поездку мы собирались надолго, но поскольку ожидался положительный результат, было решено, что на первое время экспериментальных работ я нигде брать не стану, а, живя

Глава 24.

Первые шаги на пути к себе (июль 1909 – март 1910 года)

Глава 24. Первые шаги на пути к себе
(июль 1909 – март 1910 года)
Спустя пару недель после провала на экзаменах меня положили в больницу. Всю зиму я болел, со здоровьем становилось все хуже и хуже. Врач настаивал на срочной операции. Оперировали меня в государственной клинике,

Турбина Теслы: неудачное изобретение с прекрасным применением — Сосуд под давлением все виды инноваций на протяжении всей истории. На этой неделе Protec исследует изобретение, разработанное более 110 лет назад. Можем ли мы использовать его сегодня для улучшения наших процессов опреснения?

В начале 1900-х годов мир стал свидетелем появления поршневых двигателей в автомобилях. Но эта технология все еще находилась в зачаточном состоянии, и двигатели внутреннего сгорания были далеко не надежными. Пытаясь конкурировать со все более популярным поршневым двигателем, Никола Тесла — одна из самых влиятельных фигур в истории науки и техники — в 1904 году разработал эффективную безлопастную турбину . Тесла искренне верил, что его турбина не только обеспечит более высокий КПД, но и более низкие производственные затраты, чем у других двигателей.

Как это работает и что делает эту вековую технологию такой инновационной?

Этот ультрасовременный двигатель использовал гладкие диски, вращающиеся в камере, для создания движения благодаря обмену импульсом между жидкостью и диском. Основное различие между турбиной Теслы и турбинами, используемыми в настоящее время для приведения в движение реактивных самолетов, например, заключается в том, что вместо использования изогнутых лопастей, как у ветряной мельницы, она создает движение через гладкие и параллельные диски, равномерно расположенные поперек вала, как компакт-диски, размещенные на валу. вдоль столба.

Вы можете проверить здесь для получения более подробной информации:

Даже если изобретение Теслы официально считается неудачным, мы не можем игнорировать тот факт, что его окончательный вариант работал со скоростью 3600 об/мин, генерируя 675 лошадиных сил. Как может изобретение, столь же гениальное, сколь и простое, не иметь полезных применений?

Почему турбина Теслы не получила более широкого распространения?

Однако в силу обстоятельств, связанных с развитием технологий и характеристиками инновационного рынка того времени, блестящему ученому сербского происхождения не удалось эффективно коммерциализировать свою турбину. Плохая пресса, вызванная его конкурентами, в сочетании с тем фактом, что крупные электрические компании уже вложили значительные средства в лопастные турбины, не позволили Тесле привлечь важных инвесторов. Вдобавок ко всему, хотя Tesla прогнозировала КПД до 97% для его машины, заявленная эффективность, как правило, составляла около 40%.

На бумаге турбина Теслы по-прежнему предлагает несколько преимуществ. Например, затраты на производство дисков намного ниже, чем на лопасти, а общая конструкция гораздо проще: ее конструкция должна быть проще, чем у традиционных турбин. Кроме того, устройство Теслы можно использовать для различных жидкостей без значительного повреждения дисков, и именно здесь вступает в игру потенциальное использование опреснения; на самом деле, это представляет собой ключевую особенность, когда речь идет о перспективах использования этой технологии в процессах опреснения.

Действительно, турбина Тесла теоретически может быть адаптирована к различным материалам и целям, включая смеси с твердыми телами, газами, жидкостями, а также вязкими жидкостями, невязкими жидкостями и другими типами жидкостей. Кроме того, поток в турбине может быть реверсирован в насос, чтобы защитить диски от проблем кавитации, которые обычно возникают в турбинах с традиционными лопастями.

Тем не менее, великий изобретатель рассматривал свою турбину не как самоцель, а как способ заменить поршневой двигатель внутреннего сгорания на гораздо более эффективный, надежный и экономичный двигатель, основанный на его тормозной технологии. Одна за другой эти удивительные возможности приводят к потенциальному использованию турбины Теслы для производства электроэнергии из геотермального пара и промышленного газа, а также для ветряных турбин. Тогда почему не морская вода?

Как турбина Тесла может работать как опреснитель?

По сути, он действует как вакуумный насос. Принцип заключается в снижении давления в емкости с морской водой и нагревании ее до точки кипения. Пар, полученный в результате этой реакции, проходит через турбину Теслы, чтобы сконденсироваться в дистиллированную воду, когда она выходит на другой стороне турбины. Возможно, однажды это изобретение, созданное более 110 лет назад, сможет полностью изменить то, как мы производим безопасную питьевую воду, энергию или движение.

В Protec Arisawa мы каждый день работаем над тем, чтобы сделать наши технологии и процессы более устойчивыми и экологически безопасными, потому что мы верим в инновации как в единственный способ гарантировать поставку питьевой воды в будущем. Наши современные сосуды высокого давления из стеклопластика для мембранной фильтрации, используемые в процессах опреснения воды по всему миру, являются лучшим доказательством нашей приверженности охране окружающей среды. Посетите нас и узнайте о новейших технологиях для сосудов под давлением и стеллажей: мы хотим стать вашим предпочтительным партнером.

Турбина Тесла

Турбина Тесла

Спенсер Нам

14 декабря 2012 г.

Представлено в качестве курсовой работы для Ph340,
Стэнфордский университет, осень 2012 г.

Введение

Рис. 1: Турбина Теслы. (Изображение в публичный домен.)

Николай Тесла (р. 1899) был одним из самых
новаторские и эксцентричные изобретатели, которые наиболее известны тем, что принесли
электричество миру, используя его систему переменного тока. [1] Среди
его менее известным изобретением является безлопастная турбина, также известная как
турбина Тесла, которую он запатентовал в 1913 году. Он считал, что
турбина будет иметь не только более высокий КПД, но и более низкий
себестоимость производства по сравнению с другими турбинами. [2]

Турбина Теслы отличается от обычных турбин тем, что
что вместо изогнутых лопастей, как у ветряной мельницы, он использует
гладкие параллельные диски, равномерно расположенные на валу, как у компакт-дисков
вдоль палки.

Как это работает

Турбины работают путем преобразования кинетической энергии
жидкости в другую форму энергии. В ветродвигателе ветер (т.
жидкости) заставляет лопасти вращаться. Лопасти в свою очередь вращаются
генератор, который преобразует энергию вращения в электричество. в
В турбине Теслы гладкие диски вращаются для выработки энергии (рис. 2А), а
в отличие от лопастей ветряной турбины.

Рис. 2: A) Поток жидкости заставляет диски и вал вращается, что вырабатывает энергию. Б) Начальный поток жидкости касается дисков. В) Направление жидкость движется по спирали к центру между двумя дисками и выходит через центральные вентиляционные отверстия (центральные вентиляционные отверстия не на фото). (Источник: «Википедия Общины».)

Диски вращаются при обмене
импульс между жидкостью и дисками. Поток жидкости (воздух, вода,
и т. д.) направляется по касательной между дисками (рис. 2В).
молекулы жидкости, находящиеся ближе всего к диску, будут взаимодействовать с молекулами
металла, практически прилипшего к поверхности. Это создает
теоретически неподвижный слой называется пограничным слоем. Слой
выше (второй слой) будет тормозиться молекулами
пограничный слой (первый слой), а третий слой будет замедляться
вниз вторым слоем и так далее. Количество замедления
уменьшается от слоя к слою, поэтому слои, расположенные ближе к пластине,
медленнее, чем непосредственно между двумя пластинами. Это создает
что-то, называемое ламинарным потоком, при котором жидкость течет параллельно
слои без турбулентности (рис. 3).

Более быстрое движение верхних слоев по отношению к
более медленное движение слоев ниже создает сопротивление вязкому сдвигу
силы. Это приводит к тому, что нижние слои тянутся вместе с более быстрыми верхними слоями.
слоев, что в конечном итоге приводит к вращению дисков. Жидкие спирали
к центру от внешнего края диска к центральному отверстию
отверстия (рис. 2C). [3]

Проблемы

Хотя Tesla прогнозировала КПД до 97%,
Заявленная эффективность обычно составляет около 40%. Уоррен Райс, заслуженный
профессор Аризонского государственного университета проделал обширную работу по
Турбина Теслы и заявил о нескольких проблемах с турбиной. Во-первых, это
что «для достижения высокой эффективности ротора число расхода должно
сделать малым, что означает, что высокий КПД ротора достигается при
за счет использования большого количества дисков, а значит, и физически большого
ротора». Кроме того, «с обычными жидкостями требуемое расстояние между дисками составляет
пугающе малы, из-за чего роторы с ламинарным потоком имеют тенденцию быть большими и
тяжелым для заданной скорости потока». Он также заявил, что
собственные потери в потоке жидкости, поступающей в ротор и выходящей из него.
Даже если ротор полностью эффективен, неэффективность
вход и выход жидкости может поставить под угрозу общую эффективность.
[4]

Рис. 3: Ламинарное течение отдельных слоев. Слои внизу медленнее, чем вблизи середина.

Заключение

Несмотря на свою неэффективность, турбина Теслы по-прежнему
имеет ряд преимуществ. Затраты на производство дисков намного ниже
чем для лопастей, да и общая конструкция проще и легче
изготовлено. Кроме того, турбину можно использовать для различных целей.
жидкостей без значительного повреждения дисков. К ним относятся смеси
с твердыми телами, жидкостями и газами, а также вязкими жидкостями, невязкими
жидкости, как ньютоновские, так и неньютоновские жидкости. Поток жидкости
в турбине тоже можно реверсировать в насос, а диски нет
страдают от проблем кавитации, которые часто возникают у лопастных турбин. [5] Эти
функции хорошо подходят для потенциального использования при создании
энергия от геотермального пара и промышленного газа с твердыми частицами. [4] Другое
потенциальное использование включает насосы для крови, а также ветряные турбины. [6,7]
Хотя турбина Теслы еще не доказала свою эффективность,
традиционные турбины, все еще есть потенциальное практическое применение.

© Спенсер Нам. Автор дает разрешение на
копировать, распространять и отображать это произведение в неизмененном виде, с
ссылка на автора только в некоммерческих целях. Все остальные
права, включая коммерческие права, сохраняются за автором.

Ссылки

[1] В. Б. Карлсон, «Изобретатель
снов», Scientific American, 21 февраля 2005 г.

[2] Н. Тесла, «Жидкостное движение», патент США.