什么是特斯拉涡轮机:工作及其应用

Tesla涡轮由Nikola Tesla发明,1909年。它是一种特殊的涡轮机,没有任何刀片。与像Kaplan等其他涡轮机不同,该涡轮机具有有限且特定的应用。但由于其设计考虑,它是多功能涡轮机之一。其发明导致了许多主要的工程应用。它适用于边界层效应的原理,在气流导致的情况下,涡轮机旋转。该涡轮机的最佳部分是它可以达到高达80%的效率。它的速度范围可达80,000 rpm的小额额定机器。具体地,这种涡轮机不能用于发电站操作,但可用于泵等的一般应用。

特斯拉涡轮图

图中显示了特斯拉涡轮的基本结构。它包括一种虚伪的涡轮机,该涡轮机具有通过空气管喷嘴输入。涡轮机的主体具有两个出口,一个是用于空气的进入,另一个用于传出空气。除此之外,旋转盘由3到4层组成,连接在一起。在空气以非常高速通过的层之间存在薄的气隙。


特斯拉涡轮机
特斯拉涡轮机

旋转盘具有两个面,外表面和后表面。在这两个方面,空气没有空气在涡轮机体外流动。空气只能通过入口管进入并通过出口管释放。涡轮机主体由多个盘转子组成,该盘转子连接在一起。所有转子盘都连接在圆盘可以旋转的公共轴上。

磁盘外壳被放置。盘通常通过螺栓连接。前端和后端具有排气输出端口,空气可以通过该排气输出端口离开涡轮机体。孔的放置是这样做的,使得产生的入口空气的涡流。

特斯拉涡轮理论

转子叶片的输入是高压下的空气。使用空气软管,连接到进口的入口涡轮,空气进入主体,该主体由放置在轴上的转子盘组成,并且可以容易地旋转。当空气进入​​涡轮机壳体时,它被迫由于涡轮机的形状产生涡流。

漩涡意味着像漩涡或旋风一样的旋转空气。由于涡旋的创建,空气能够以非常高的速度旋转。由于涡轮机的设计,涡旋的形成是基本的。涡轮机的字体和后盖体被放置成使得空气必须通过前部和后盖中存在的孔离开。


这种性质的空气出口产生了空气的漩涡。并使涡轮机旋转。当空气分子通过磁盘时,它们会在磁盘上创建拖动。这张拖拉向下拉动涡轮机并使其旋转。可以注意到,涡轮机可以在两个方向上旋转。它只需取决于进气管用于输入空气。

特斯拉涡轮设计

该设计由两个入口管组成,其中一个连接到空气管道。出于两个入口,任何人都可以用作输入。在主体内部,放置转子盘,其在螺栓的帮助下连接在一起。所有光盘都放置在一个连接到外部主体的公共轴上。

例如,如果用作泵,则轴连接到电动机。在盘之间存在薄的气隙,空气流动并使盘旋转。由于气隙,空气分子能够在盘上产生拖动。前盖具有4-5个孔,入口空气能够传递到大气中。孔被放置成使得产生涡流,并且空气可以以非常高的速度旋转。

涡轮机设计
涡轮机设计

由于这种高速空气,它在盘上发挥高速拖动,使得盘以非常高的速度旋转。盘间隙是涡轮机设计和效率的关键参数之一。保持间隙层所需的最佳间隙尺寸取决于外围速度光盘。

涡轮设计计算

许多设计方面对于实现高效率很重要。一些主要的设计计算是
工作流体或入口空气必须具有最小压力。如果是水,则预计压力将至少为每米立方体至少1000千克。外围速度必须为每秒10E-6米方形。

基于盘的角速度和外围速度来计算盘之间的间隙。这取决于Pollhausen参数,不断基于速度。每个盘的流量被计算为每个盘的横截面积的乘积和速度。基于数据,估计光盘的数量。同样,光盘的直径也很重要,以具有良好的效率。

特斯拉涡轮效率

通过输出轴功率与输入轴功率的比率表示效率,其表示为

效率取决于许多因素,例如轴的直径,叶片的速度,叶片的数量,连接到轴等的负载,通常,与其他传统涡轮机相比,涡轮机效率高。对于小型应用,效率甚至可以达到高达97%。

涡轮机如何工作?

特斯拉涡轮机在边界层的概念上工作。它由两个入口组成。通常,空气水用作涡轮机的入口。涡轮机体由转子盘组成,转子盘在螺栓的帮助下连接在一起。所有磁盘都放在公共轴上。涡轮机体由两个壳体,前壳体和后壳组成。在每个套管中,有4到4个孔。所有这些因素,如磁盘数量,磁盘直径等,在评估涡轮机的效率方面发挥着重要作用。

涡轮机工作
涡轮机工作

当允许空气流过软管管时,它进入涡轮机体。在涡轮机体内,放置圆盘,彼此连接。盘之间存在薄的气隙。当空气分子进入涡轮机体时,它们会在盘上施加拖动。由于此拖动,光盘开始旋转。

前后壳体由孔组成,使得当空气进入​​它通过这些孔出口时。孔被放置成使得,在盘体内建立空气或水的涡流。这导致空气在光盘上发出更多拖动。这使得盘以非常高的速度旋转。

涡旋和盘之间的接触区域低速低。但随着空气收益速度,这种接触增加,允许盘以非常高的速度旋转。盘的离心力试图推动空气向外推动空气。但是,除了前后壳体上的孔外,空气没有路径。这使得空气出口,涡旋变得更加强大。盘的速度几乎等于气流的速度。

特斯拉涡轮机的优点和缺点

优点是

  • 非常高的效率
  • 生产成本较少
  • 简单的设计
  • 可以在两个方向旋转

缺点是

  • 对于大功率应用不可行
  • 为了高效率,流速必须小
  • 效率取决于工作流体的内流和流出。

应用程序

特斯拉的涡轮机由于其输出功率和规格具有有限的应用。其中一些如下所述。

  • 压缩液体
  • 叶片式涡轮机应用
  • 血液泵

因此,我们已经看到了特斯拉涡轮机的结构方面,工作原理,设计和应用。它的主要缺点是,由于它的尺寸紧凑而小,因此在像Kaplan涡轮机中的传统涡轮机上具有有限的应用。由于其效率非常高,因此必须认为如何特斯拉涡轮机可以制作主要应用,如发电厂。这将是一个很好的提升到低效植物。

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