Hva er en Tesla-turbin: Arbeid og dens applikasjoner

Tesla-turbinen ble oppfunnet av Nikola Tesla i år 1909. Det er en spesiell kategori av turbiner som ikke har noen kniver. I motsetning til andre turbiner som Kaplan osv., Har denne turbinen begrensede og spesifikke bruksområder. Men på grunn av designhensyn er det en av de allsidige turbinene. Oppfinnelsen har ført til mange store tekniske applikasjoner. Det fungerer på prinsippet om grenselageffekt, der turbinen roterer på grunn av luftstrøm. Den beste delen av denne turbinen er at den kan oppnå en effektivitet på opptil 80%. Hastighetsområdet kan nås opp til nivået 80.000 o / min for maskiner med liten rangering. Nærmere bestemt brukes denne turbinhallen ikke i kraftverk operasjoner, men kan brukes til generelle bruksområder som pumper osv.

Tesla turbindiagram

Den grunnleggende strukturen til Tesla-turbinen er vist i figuren. Den består av en bladfri turbin som har inngang gjennom en luftrørsdyse. Turbinens kropp har to utløp, den ene er for innkommende luft og den andre for utgående luft. Bortsett fra det, består den roterende skiven av 3 til 4 lag, som er sammenføyd. Det er et tynt luftspalte mellom lagene der luften passerer i veldig høy hastighet.

Tesla Turbine

Den roterende skiven har to ansikter, utside og bakside. I begge aspekter er det ikke rom for at luften skal strømme utenfor turbinkroppen. Luften kan bare komme inn gjennom innløpsrøret og slippe ut gjennom utløpsrøret. Turbinlegemet består av flere skiverotorer som er koblet sammen. Alle rotorskivene er sammenføyd på en felles aksel hvor skiven kan rotere.

Det er ytterhus for diskene som skal plasseres. Skivene er vanligvis koblet til gjennom bolter. Forenden og bakenden har eksosutgangsporter gjennom hvilke luften kan komme ut av turbinhuset. Plasseringen av hullene gjøres slik at det blir opprettet en virvel av innløpsluft.

Tesla Turbine Theory

Inngangen til rotorbladene er luft ved høyt trykk. Bruk en luftslange som er koblet til inntaket på turbin , blir luften inn i kroppen som består av rotorskiver som er plassert på akselen og som lett kan roteres. Når luften kommer inn i turbinhuset, blir den tvunget til å lage en virvel på grunn av turbinens form.

Virvel betyr en virvlende luftmasse som i et boblebad eller virvelvind. På grunn av opprettelsen av en vortex, er luften i stand til å rotere i svært høye hastigheter. Dannelsen av en vortex er grunnleggende på grunn av turbinens utforming. Turbinens font og bakdeksel er plassert slik at luften må gå ut gjennom hullene i de fremre og bakre dekslene.

Utgangen av luft i denne naturen skaper en virvel av luft. Og får turbinen til å rotere. Når luftmolekylene passerer disken, lager de et drag på disken. Denne motstanden trekker turbinen ned og får den til å rotere. Det kan bemerkes at turbinen kan rotere i begge retninger. Det kommer bare an på hvilket innløpsrør som brukes til luftinntak.

Tesla Turbine Design

Designet består av to innløpsrør, hvorav det ene er koblet til luftslangen. Av de to inntakene kan hvem som helst brukes som inngang. Inne i karosseriet plasseres rotorskivene som sammenføyes ved hjelp av bolter. Alle platene er plassert på en felles aksel som er koblet til den ytre kroppen.

For eksempel, hvis den brukes som pumpe, er akselen koblet til motoren. Det er et tynt luftgap mellom skivene, hvor luften strømmer og får skivene til å rotere. På grunn av luftspalten, er luftmolekylene i stand til å skape en drag på platen. Front- og bakdekselet har 4-5 hull der inntaksluften kan føres til atmosfæren. Hullene er plassert slik at det blir opprettet en virvel og luften kan rotere i veldig høy hastighet.

Turbindesign

På grunn av denne høyhastighetsluften utøver den en høyhastighets dra på platen og får platen til å rotere i veldig høye hastigheter. Skivegapet er en av de kritiske parametrene for design og effektivitet av turbinen. Den optimale spaltestørrelsen som kreves for å opprettholde spaltelaget avhenger av perifer hastighet av platen.

Beregninger av turbindesign

Mange designaspekter er viktige for å oppnå høy effektivitet. Noen av de viktigste designberegningene er
Arbeidsvæsken eller inntaksluften må ha et minimumstrykk. Hvis det er vann, forventes trykket å være minst 1000 kg per meter kube. Periferihastigheten må være 10e-6 meter kvadrat per sekund.

Avstanden mellom platen beregnes ut fra vinkelhastigheten og periferhastigheten til platen. Det avhenger av pollhausen-parameteren som kontinuerlig er basert på hastigheter. Strømningshastigheten for hver skive beregnes som et produkt av tverrsnittsarealet til hver skive og hastighet. Basert på dataene estimeres antall plater. Igjen er diameteren på skiven også viktig for å ha god effektivitet.

Tesla turbineffektivitet

Effektiviteten er gitt av forholdet mellom utgangsakselkraft og inngangsakselkraft Dens uttrykkes som

Effektiviteten avhenger av mange faktorer som akselens diameter, knivenes hastighet, antall kniver, lasten som er koblet til akselen, osv. Generelt er turbineeffektiviteten høy sammenlignet med andre konvensjonelle turbiner. For små applikasjoner kan effektiviteten til og med nå opptil 97%.

Hvordan fungerer turbin?

Tesla-turbin jobber med konseptet med grenselaget. Den består av to innløp. Generelt brukes vann av luft som innløp til turbinen. Turbinkroppen består av rotorskiver som sammenføyes ved hjelp av bolter. Alle diskene er plassert på en felles aksel. Turbinkroppen består av to kasser, den fremre kappen og den bakre kappen. I hvert foringsrør er det 4 til 4 hull. Alle disse faktorene, som antall disker, diskdiameter osv., Spiller en viktig rolle i vurderingen av effektiviteten til turbinen.

Turbinarbeid

Når luften får strømme gjennom slangerøret, kommer den inn i turbinkroppen. Inne i turbinkroppen er det plassert skiver som er koblet til hverandre. Det er et tynt luftgap mellom platene. Når luftmolekylene kommer inn i turbinlegemet, trekker de skivene. På grunn av denne motstanden begynner platene å rotere.

De fremre og bakre foringsrørene består av hull slik at når luft kommer inn, kommer det ut gjennom disse hullene. Hullene er plassert slik at det blir etablert en virvel av luft eller vann i skivekroppen. Noe som får luften til å utøve mer motstand mot platene. Dette får skivene til å rotere med veldig høy hastighet.

Kontaktområdet mellom vortex og skiver er lavt ved lave hastigheter. Men når luften får fart, øker denne kontakten, noe som gjør at platene kan rotere i veldig høy hastighet. Skivenes sentrifugalkraft prøver å skyve luften utover. Men luften har ingen bane bortsett fra hullene på de fremre og bakre foringsrørene. Dette gjør at luften kommer ut, og vortexen blir sterkere. Skivenes hastighet er nesten lik hastigheten på luftstrømmen.

Fordeler og ulemper ved Tesla Turbine

Fordelene er

• Svært høy effektivitet
• Produksjonskostnadene er mindre
• Enkel design
• Kan dreies i begge retninger

Ulempene er

• Ikke mulig for applikasjoner med høy effekt
• For høy effektivitet må strømningshastigheten være liten
• Effektivitet avhenger av inn- og utstrømning av arbeidsvæskene.

applikasjoner

Teslas turbin på grunn av sin utgangseffekt og spesifikasjoner har begrenset bruk. Noen av dem er nevnt nedenfor.

• Kompresjon av væsker
• Pumper
• Vane-type turbinapplikasjoner
• Blodpumper

Derfor har vi sett konstruksjonsaspekter, arbeidsprinsipp, design og anvendelser av Tesla-turbiner. Den største ulempen er at den er kompakt og liten i størrelse, og har begrenset bruk over konvensjonelle turbiner som Kaplan-turbinen. Siden effektiviteten er veldig høy, må det tenkes at hvordan Tesla turbiner kan gjøres for å ha store applikasjoner som i kraftverk. Det ville være et stort løft for de laveffektive plantene.