Клапан тесла своими руками

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).

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:

Источник

EnergyScience.ru — Альтернативная энергия

Альтернативные источники энергии

Изменён тариф хостинга, место увеличилось (лимит 25,000 Гб , занято 11,923 Гб)!
Яндекс Деньги: 410017905565301

Ув. участники и гости форума EnergyScience ru,
форум существует на общественных началах,
по возможности помогайте с оплатой хостинга,
спасибо!

Пополнен счёт форума:
->

Заканчивается оплата хостинга, дней до блокировки: 53.

Водный клапан Н.Тесла

Сообщение WILL » 16 апр 2019, 16:30

Re: Водный клапан Тесла.

Сообщение WILL » 16 апр 2019, 16:30

Клапан Теслы, называемый Теслой клапанным каналом, является пассивным обратным клапаном с фиксированной геометрией. Это позволяет жидкости течь преимущественно в одном направлении, без движущихся частей. Устройство названо в честь Николы Теслы, который в 1920 году получил патент на свое изобретение. В патентной заявке изобретение описывается следующим образом: [1]

Внутренность трубопровода обеспечена с увеличениями, углублениями, выступами, дефлекторами, или ведрами которые, пока предлагающ фактически никакое сопротивление к проходу жидкости в одном направлении, за исключением поверхностного трения, образовывают почти непроходимый барьер к своей подаче в противоположное [направление].

Тесла иллюстрирует это рисунком, показывая одну возможную конструкцию с серией из одиннадцати сегментов управления потоком, хотя любое другое число таких сегментов может использоваться по желанию для увеличения или уменьшения эффекта регулирования потока.

Одно вычислительное моделирование динамики жидкости клапанов Тесла с 2 и 4 сегментами показало, что сопротивление потоку в блокирующем (или обратном) направлении было соответственно примерно в 15 и 40 раз больше, чем в беспрепятственном (или прямом) направлении.[2] это подтверждает патентное утверждение Теслы о том, что в клапанном канале на его диаграмме соотношение давления «приближается к 200, так что устройство действует как слегка протекающий клапан».[1]

Клапан Тесла использован в microfluidic применениях[3] и предлагает преимущества как масштабируемость, стойкость, и легкость изготовления в разнообразие материалах.[4]

Re: Водный клапан Тесла.

Сообщение WILL » 16 апр 2019, 16:33

Клапанный канал Тесла
Опубликовано 10/23/2013 по Fluid Power Journal в особенности | 21 комментарии
Никола Тесла хорошо известен своими вкладами в электротехнику, поэтому более чем удивительно слышать, что он также внес вклад в жидкую энергию. Благодаря популярности Интернета, многие из этих старых и забытых инвестиций выходят на свет, в том числе устройство под названием “клапан Теслы.”

Клапан Теслы похож на типичный клапан, но с одним ключевым отличием: абсолютно никаких движущихся частей. Он имеет конструкцию, которая позволяет жидкости течь беспрепятственно в одном направлении, но в другом направлении, жидкость блокируется. Тесла дает следующее объяснение в своем патенте (рис. 1): «внутренняя часть трубопровода снабжена увеличениями, углублениями, выступами, перегородками или ведрами, которые, не оказывая практически никакого сопротивления прохождению жидкости в одном направлении, кроме поверхностного трения, представляют собой почти непроходимый барьер для ее потока в противоположном направлении.”

Re: Водный клапан Тесла.

Сообщение WILL » 16 апр 2019, 16:34

Тот факт, что что-то запатентовано, не является доказательством того, что оно действительно работает. Идея клапана без движущихся частей звучит интригующе. Такое устройство не нуждается в техническом обслуживании и может выдерживать такие суровые условия, как жара, влажность и многократное использование. По этой причине я решил выяснить, действительно ли такое устройство возможно.

Вычислительная гидродинамика (CFD) казалась идеальным способом не только измерить эффективность устройства, но и “заглянуть внутрь” устройства, чтобы увидеть, как оно на самом деле работает. Размерных чертежей прибора нет, поэтому пришлось кропотливо проследить его по иллюстрациям в своем патенте (с помощью линейки и транспортира). После того, как я создал модель, я смоделировал поток в каждом направлении—направлении блокировки и беспрепятственном направлении.

Инжир. 2 показано движение жидкости в направлении блокировки (слева направо). Верхний кадр-это то, как поток выглядит изначально, продвигаясь к полностью развитому потоку в четвертом кадре. Красный цвет обозначает области, в которых жидкость движется быстрее всего. В направлении блокировки поток следует по змеевидному пути вокруг внешних каналов устройства, как и предполагал Тесла. Из-за этого основная масса жидкости вынуждена следовать длинным, узким и турбулентным путем. Эффект заключается в огромном перепаде давления, что делает его очень трудно подтолкнуть жидкость в этом направлении.

Re: Водный клапан Тесла.

Сообщение WILL » 16 апр 2019, 16:36

Инжир. 3 показано развитие жидкости в беспрепятственном направлении (справа налево). Через несколько секунд поток развивает хороший скользящий поток вниз по середине трубопровода. Синий цвет представляет области, в которых практически нет движения. Основная масса жидкости способна следовать широким и в основном ламинарным маршрутом, и, таким образом, единственные потери связаны с поверхностным трением.

Тесла количественно оценил эффективность устройства, рассчитав отношение сопротивления в одном направлении по сравнению с другим. Он сделал смелое заявление “что » сопротивление в обратном направлении может быть в 200 раз больше, чем в нормальном направлении [ . ], так что устройство действует как слегка протекающий клапан.”

Как эта модель CFD устройства измеряется? Первые симуляции были фактически вдвое короче тех, что были изображены (только два сегмента). В этом случае сопротивление в направлении блокировки было в 15 раз больше, чем в беспрепятственном направлении (4,79 кПа против 0,318 кПа). Для четырехсегментной версии, изображенной на рисунке, соотношение было колоссальным 40,8 (23,7 кПа против 0,581 кПа). На иллюстрации в патенте Теслы включала в себя 11 слоев. Хотя я не моделировал полную версию, кажется правдоподобным, что соотношение давления 200 может быть достигнуто.

Если устройство действительно работает, почему мы не используем его по сей день? Тесла спроектировал клапан как часть своего нового парового двигателя в надежде повысить эффективность электростанции. Однако менее чем через месяц после того, как Тесла подал патент, ему пришлось подать на банкротство. Это положило конец многим амбициозным проектам, над которыми он работал. К тому времени, когда патент истек 20 лет спустя, устройство уже было забыто.

Re: Водный клапан Тесла.

Сообщение WILL » 16 апр 2019, 16:36

Бесчисленные патенты пострадали от подобной судьбы, никогда не имея возможности реализовать свой потенциал. Хотя есть много патентов, которые не работают так, как рекламируется, есть столько же совершенно действительных и полезных патентов. Чтобы отделить хорошее от плохого, нужны работа и умение, но от этого можно многое выиграть.

Новые патенты дороги и временны. Старые патенты бесплатны и гарантированно будут свободны навсегда. В то время как нам нужны новые идеи, есть также Мир существующих инноваций, которые только и ждут, чтобы быть построены. Нет ничего плохого в том, чтобы взять старую идею и превратить ее во что-то новое и полезное. Для каждой проблемы есть много потенциальных решений, и лучшее решение может включать то, что уже существует.

Re: Водный клапан Тесла.

Сообщение WILL » 16 апр 2019, 16:41

Re: Водный клапан Тесла.

Сообщение WILL » 16 апр 2019, 16:53

Я предполагаю, что как только поток инициируется в одном направлении, будет создана серия тороидальных вихрей, которые должны облегчить поток в одном направлении, но серьезно препятствовать потоку в другом.

Я не знаю, как это будет работать, но это можно сделать, просто нагревая и обжимая некоторые пластиковые трубки.

Я также думаю, что это может даже уменьшить сопротивление или трение в нужном направлении, в отличие от прямой трубы или трубки из-за движения вихрей, которые когда-то вращались, действовали бы почти как маленькие воздушные шарикоподшипники.

Я рассуждаю так: это похоже на зазубренный нож, который режет лучше, чем прямое лезвие. Он также напоминает волны в океане и / или песчаные «волны» в пустыне, образованные ветром. По принципу, что все в природе следует по пути наименьшего сопротивления — можно предположить, что эта форма и круговые вихри образуются уменьшить сопротивление ветра на поверхности воды или песка.

Трубки такой формы могут просто уменьшить сопротивление потока жидкости через трубку в нужном направлении, препятствуя потоку в противоположном направлении.

Во всяком случае, из прочтения патента видно, что Тесла разработал этот «клапан» со своим «Самодействующим двигателем», поскольку он упоминает о его использовании в связи с одним из компонентов этого двигателя, который он разработал свой «механический генератор».

Он также утверждает, что этот клапан предназначен для использования там, где есть пульсирующий поток или потенциал для быстрых колебаний в потоке, что на самом деле имело бы место здесь — попеременное расширение и сжатие газа или воздуха в тепловом двигателе. Тесла утверждает, что его клапан идеально подходит для таких обстоятельствах.

Я думаю, что тороидальные вихри, созданные альтернативной конструкцией, создадут более длительные вихри или завихрения в форме пончиков, подобные кольцам дыма, которые в какой — то степени будут самоподдерживающимися.

В одном направлении воздух будет почти «вытягиваться» через Центр вихря в форме пончика, в то время как в другом направлении, как только вихрь будет установлен, будет противоположный поток, как попытка протиснуться через кольцо вращающихся шин.

В то время как в одном направлении вращение будет помогать в другом-прямым препятствием.

Источник