Гидравлический клапан тесла проверка (2 видео)

На мой взгляд — это уникальное изобретение. Я сделал два таких клапана для использования в турбине Тесла внутреннего сгорания. Пока что привожу фотографии моей конструкции. Одно могу сказать точно — они работают, и работают хорошо. Патент 1329559.

На видео показана работа клапана в прямом и обратном направлении. В небольшую камеру, в отверстие шприцем подавалась порция топлива, после воспламенения которой газ под давлением выходит через клапан, сначала в «свободном», а затем в «рабочем» направлениях. Результат очевиден.

Клапанный канал Николы Тесла (Valvular Conduit). Чертеж из патента №1329559.

На данный момент ситуация с клапаном немного прояснилась. Хотя я еще не успел провести полномасштабные испытания, некоторое понимания принципа его работы появилось. Итак, непосредственно принцип торможения потока рабочего тела, проходящего через клапан в «рабочем», т.е. тормозящем направлении достаточно хорошо описан в патенте. Однако понятно, что для эффективной работы клапана частота и амплитуда давления должна быть определенной для конкретного клапана. На данный момент я не располагаю математическим аппаратом для расчета этой частоты, но общий принцип стал понятен. Рабочее тело, проходя последовательно через полости клапана теряет определенное количество энергии, что проявляется в падении давления на каждой полости на определенную величину. Так же, для прохождения рабочего тела через полости клапана требуется определенное время, которое зависит от конфигурации самого клапана, в частности, от количества полостей и начальных параметров рабочего тела. Исходя из этого, примем некие первоначальные параметры как рабочего тела, так и самого клапана, тогда, при этих конкретных условиях временной промежуток, за который рабочее тело пройдет все полости клапана и выйдет наружу, так же будет вполне определенным. Этот временной интервал и будет являться минимальным периодом при котором клапан начинает работать как глухая заглушка, т.е. за этот период времени рабочее тело успеет пройти клапан от входа до выхода с соответствующей потерей давления. В конце этого периода все рабочее тело в клапане под действием противодавления со «свободной» стороны начинает движение в обратном «свободном» направлении. Если период будет больше, то эффективность клапана будет снижаться, а если период меньше — то повышаться. Это основные принципы, которые еще необходимо изучить, уточнить и дополнить. Одни из моих товарищей, так же заинтересованный работой клапанного канала, предоставил мне результаты компьютерного моделирования процесса, протекающего в клапанном канале при постоянном давлении. Моделирование производилось с воздухом и водой с разными скоростями и давлениями. Проходное сечение моделируемого клапана составляет

20мм2, длина — 300мм, количество полостей — 18. Предоставляю этот отчет ниже:
Цель расчетов — определить сопротивление клапана в прямом и обратном направлении для потоков жидкостей и газов. Ниже приведены результаты 4-х расчетов, первые два для потока воздуха со скоростью 20 м/c, последние — для потока воды со скоростью 5 м/c.

Расчет №1. Воздух в прямом направлении v = 20 м/с. Перепад давления составил 15 кПа.

Расчет №2. Воздух в обратном направлении v = 20 м/с. Перепад давления составил 33 кПа (в 2 раза больше чем в прямом).

Читайте также: Щуп для нивы регулировка клапанов

Расчет №3. Вода в прямом направлении v = 5 м/с. Перепад давления составил 28 кПа.

Расчет №4. Вода в обратном направлении v = 5 м/с. Перепад давления составил 74 кПа (в 2,6 раза больше чем в прямом).

Анимация — течение рабочего тела внутри клапанного канала Тесла в «рабочем» направлении:

Анимация — течение рабочего тела внутри клапанного канала Тесла в свободном направлении:

В бижайшее воремя я постараюсь провести реальные опыты для более глубокого и корректного понимания работы клапанного канала, заодно появится возможность сравнить реальные результаты с моделированными.

Первые результаты опытных испытания клапанного канала Тесла. Так как клапанный канал был сделан для работы в камере сгорания и опыты показали, что его длинна может быть в два раза короче, оба изготовленных клапана были разрезаны пополам. Все дальнейшие испытания проводятся с клапанами меньшей длинны, и с меньшим количеством полостей. На видео ниже проведен тест с воздухом, в котором газ пропускался в обоих направлениях клапана, и показана разница сопротивления последнего в соответствующих направления движения газа.

В прямом направлении перепад составил 210мм. вод. ст., в рабочем — 280мм. вод. ст. Максимальное давление источника — 290мм. вод. ст. Клапан имеет проходное сечение 20мм2, длина клапана — 200мм включая штуцеры.

Следующее испытание проводилось с водой:

Проверка клапана Тесла на воде при постоянном давлении. Ведро 10л набирается без клапана за 24сек, через клапан в свободном направлении за 30сек, в рабочем направлении за 63сек.

Первые изготовленные клапанные каналы Тесла имеют небольшое проходное сечение, из за чего их использование оказалось ограничено. Поэтому я изготовил еще четыре клапанных канала с бОльшим проходным сечением. Ниже представлены фото и видео материалы по новым клапанным каналам.

Большие клапанные каналы Н.Тесла.

Видеоролик — сборка клапанных каналов:

Видео:Клапан Теслы: почему он не работает?Скачать

Малоизвестное изобретение Николы Теслы, заинтересовавшее ученых

Сербско-американский физик и изобретатель Никола Тесла широко известен своими работами в области электро- и радиотехники. Его устройства, работающие на переменном токе, во многом определили технический облик XX века. Особенно Теслу любят в массовой культуре, связывая с ним совершенно умопомрачительные мифы (Филадельфийский эксперимент, создание лучей смерти и прочих «вундервафлей»). Однако совсем недавно внимание ученых привлекло одно малоизвестное изобретение Николы Теслы. Это не очередная выдуманная конспирологами «машина смерти», и даже не что-то из электротехники. Речь идет о любопытном гидравлическом механизме под названием «клапан Теслы».

Николе Тесле принадлежит более 300 патентов на разнообразные устройства: двигатели, радиоприемники, пульты дистанционного управления, рентгеновские лучи, неоновые вывески и многое другое. Однако мало кто знает о патенте US1329559A. Это гидравлический механизм, представляющий собой одну из разновидностей обратного клапана.

Чтобы понять смысл изобретения, разберемся, что вообще такое обратный клапан. Если кратко — это механизм, пропускающий среду (например, какую-нибудь жидкость) в одном направлении и предотвращающий ее движение в противоположном. Его используют в различном оборудовании, трубопроводах и насосах. Однако во многих видах обратных клапанов присутствуют подвижные детали, что ограничивает надежность и срок эксплуатации устройства. Клапан Теслы создан без применения каких-либо подвижных деталей.

Читайте также: Номер двигателя ваз гранта 8 клапанов где находится

Продольный разрез клапана Теслы из патента

Общий принцип работы механизма довольно прост: поток, проходящий через канал в одном направлении, разделяется на несколько потоков. Сложная геометрия канала направляет потоки таким образом, что они «гасят» друг друга, в результате чего возрастает сопротивление клапана (обратное, блокирующее направление). При прямом (неблокирующем) направлении поток практически беспрепятственно проходит через клапан. Стоит отметить, что клапан Теслы является так называемым слегка протекающим клапаном: в обратном направлении поток блокируется не полностью. Эффективность механизма определяется тем, во сколько раз сопротивление потоку в блокирующем направлении больше, чем в неблокирующем.

Поток в блокирующем и прямом направлении

На Youtube есть отличное видео, которое визуализирует принцип работы клапана Теслы:

Несмотря на кажущуюся незамысловатость механизма, физика клапана Теслы оказывается намного сложней и глубже. На днях ученые Курантовского института математических наук при Нью-Йоркском университете выпустили статью в Nature Communications, в которой подробно исследуется работа клапана Теслы для различных потоков.

Но прежде рассмотрим такую важную характеристику потока, как число Рейнольдса. Это характеристическое число, основанное на отношении инертности движения течения к вязкости жидкости. Если проще, то это отношение произведения плотности среды , ее средней скоростии гидравлического диаметра (например диаметр цилиндрической трубы) к вязкости жидкости :

Для каждого вида течения существует критическое число Рейнольдса, определяющее переход от ламинарного движения (движения без перемешивания частиц и пульсаций скоростей и давления) к турбулентному движению (с характерными перемешиваниями жидкости и пульсациями скоростей и давления). Ученые выяснили, что потоки с низким числом Рейнольдса (Re

В своем патенте Николо Тесла указал, что клапан лучше работает не с постоянными, а пульсирующими потоками. Для проверки гипотезы, ученые соорудили установку, очень похожую на преобразователь переменного тока в постоянный (сопоставление изображено на схеме ниже). Преобразователь тока состоит из источника переменного тока и четырех диодов. Благодаря расположению диодов, в первом полупериоде ток проходит только через два диода и идет по красному пути. Во втором полупериоде ток проходит через другие два диода и идет по синему пути. Таким образом, через верхнюю ветвь проходит переменный ток (AC), а через нижнюю постоянный (DC). В аналогичной гидравлической установке в качестве источника пульсирующего потока используется специальное устройство из поршня. Клапаны Теслы используются также, как диоды в электрическом преобразователе. В нижней трубке поток становится постоянным. При увеличении амплитуды и частоты пульсации возрастает скорость постоянного потока, причем характер зависимости носит нелинейный характер.

Ученые предполагают, что обнаруженная связь между сопротивлением, ранней турбулентностью и пульсацией потока найдет применения в устройствах для перемешивания и перекачки жидкостей. На данный момент клапаны Тесла используются в микронасосах. Ведутся исследования для использования клапанов Теслы в импульсных реактивных двигателях для подачи жидкостей в очень малых количествах и устройствах с высоким уровнем вибрации.

Дата-центр ITSOFT — размещение и аренда серверов и стоек в двух дата-центрах в Москве. За последние годы UPTIME 100%. Размещение GPU-ферм и ASIC-майнеров, аренда GPU-серверов, лицензии связи, SSL-сертификаты, администрирование серверов и поддержка сайтов.

Читайте также: Обратный клапан компрессора воздушного кратон

Видео:Гидравлические диоды. Как работает клапан Теслы?Скачать

Раскрыт секрет работы «вечного» обратного клапана Николы Теслы

Исследователи из США выяснили, что обратный клапан, изобретенный Николой Теслой в 1916 году, способен неограниченно долго пропускать воду только в одном направлении из-за особого влияния турбулентности на потоки жидкости внутри него. Раскрытие принципов его работы поможет создать помпу на его основе, сообщили в пресс-службе Нью-Йоркского университета, пишет ТАСС.

«Крайне удивительно то, что этому изобретению недавно исполнилось сто лет и при этом мы не до конца понимали то, как оно работает, и поэтому не знали, в каких областях науки и техники его можно применять. Теслу часто считают кудесником от мира электричества, однако его работы, связанные с управлением потоками жидкостей, оказались действительно передовыми», – заявил доцент Нью-Йоркского университета Лейф Ристоф, чьи слова приводит пресс-служба вуза.

Так называемый клапан Теслы представляет собой трубу необычной формы, которая содержит в себе множество ответвлений и боковых проходов, что делает ее похожей на елочку и на извилистое течение реки со множеством поворотов и островов. Подобная структура, как обнаружил Тесла в 1916 году, заставляет жидкость течь только в одном направлении.

В отличие от других типов обратных клапанов, подобная конструкция не требует использования пружин, поршней и других механических компонентов, благодаря чему она может работать неограниченно долго, а для ее конструкции не требуется больших усилий. По этой причине клапаны Тесла активно используются сегодня при создании микронасосов и прочих миниатюрных устройств, манипулирующих потоками жидкостей.

Как отмечает Ристоф, точные принципы работы этого устройства оставались загадкой для физиков и математиков до недавнего времени. Физики и математики из Нью-Йорка раскрыли механизм его работы, создав копию подобного клапана в своей лаборатории и проследив за тем, как через него движется вода при разных скоростях, давлениях и других параметрах потока.

Эти опыты, а также последующие теоретические расчеты указали на то, что клапан Теслы ведет себя как своеобразный переключатель, чье состояние зависит от того, насколько высок уровень турбулентности жидкости внутри него. В том случае, если жидкость течет достаточно медленно и упорядоченным образом, изобретение Теслы почти не мешает ее движению, пропуская ее в обе стороны.

Если же этот показатель повышается до некой критической отметки, то клапан перестает пропускать воду в обратную сторону, что, как обнаружили Ристоф и его коллеги, было преимущественно связано с тем, как высокий уровень турбулентности влияет на движение воды в боковых каналах изобретения Теслы.

«Наши наблюдения показали, что турбулентность появляется внутри клапана значительно быстрее, чем в нормальных трубах любой формы, при скорости движения воды примерно в 20 раз меньше, чем это обычно происходит. Этот феномен позволяет очень гибко управлять потоками движения жидкостей, что имеет массу практических приложений», – пояснил Ристоф.

В частности, ученые предлагают использовать эту особенность изобретения Теслы для создания различных помп, способных использовать вибрации, вырабатываемые двигателями автомобилей и промышленных установок, для прокачки топлива, охлаждающих жидкостей, масла и прочих газов и жидкостей. Это значительно упростит их конструкцию и продлит сроки работы, подытожили исследователи.