18新利最新登入特斯拉涡轮是如何运作的吗

任何引擎的工作从燃料源能量转换成机械能。是否自然源空气流动的水,煤炭或石油,输入能量是一种流体。我们所指的液体非常具体的东西——这是任何物质流在一个应用的压力。这两种气体和液体,因此,被水是液体,这可以作为例证。作为一个工程师而言,液态水和气态水,液体或蒸汽、功能。

在20世纪初,两种类型的引擎很常见:有叶片的涡轮机,由流动的水或蒸汽加热水,产生和活塞式发动机,由气体燃烧过程中产生的汽油。前者是一种旋转式引擎,后者的一种往复式发动机。这两种类型的引擎是复杂的机器,是困难和耗时的构建。

考虑一个活塞为例。活塞是一个圆柱形金属块上下运动,通常在另一个汽缸。除了活塞和缸,发动机的其他部分包括阀门、凸轮、轴承、垫圈和戒指。每一个部分是一个失败的机会。集体,他们增加体重和低效率的引擎作为一个整体。

有叶片的涡轮机移动部件较少,但他们提出自己的问题。大多数是巨大的机械非常窄的公差。如果不能正常建立,叶片可以打破或裂纹。事实上,这是一个观察在船厂,启发了特斯拉的更好的东西:“我记得破碎刀片的蒲式耳聚集的发电机外壳第一turbine-equipped轮船穿过海洋,并意识到这个的重要性(新引擎)”[来源:《纽约先驱论坛报》]。

特斯拉的新引擎bladeless涡轮,这仍然会使用液体作为车辆的能量,但会更有效的流体能量转换成运动。与流行的看法相反,他并没有发明bladeless涡轮机,但他把基本概念,1832年首次在欧洲专利,多次改进。他精炼在近十年的跨度和实际得到的三个专利相关的机器:

在第一个专利,特斯拉介绍他的基本bladeless泵或压缩机设计配置。在第二个专利,特斯拉修改了基本设计所以涡轮。最后,第三个专利,他做了必要的修改操作涡轮作为内燃机。

机器的基本设计是一样的,不管它的配置。在下一节中,我们将更仔细地设计。

而活塞或蒸汽机特斯拉的涡轮机很简单。事实上,特斯拉在一次采访中这样描述,出现在《纽约先驱论坛报》10月15日,1911:“一所需要的就是一些磁盘安装在轴上,间距为一个小的距离和下套管,液体可以输入在一个点,在另一个出去。”Clearly this is an oversimplification, but not by much. Let's take a look at the two basic parts of the turbine -- the rotor and the stator -- in greater detail.

转子

在传统的涡轮机,转子轴与叶片连接。特斯拉涡轮的叶片和使用一系列的磁盘。磁盘的大小和数目可以根据特定应用程序相关的因素各不相同。特斯拉的专利文件没有定义一个特定的数字,但是使用一个更一般的描述,说转子应该包含一个磁盘的“多元化”与“合适的直径。”As we'll see later, Tesla himself experimented quite a bit with the size and number of disks.

每个磁盘是由轴周围的空缺。这些开口作为流体出口排气港口。以确保之间的流体可以自由地通过磁盘、金属垫圈用作分规。再次,垫圈的厚度不是僵化的,虽然其间的空间一般不超过2到3毫米。

一个螺纹螺母磁盘在轴上的位置,转子装配的最后一块。因为磁盘键轴,旋转转移到轴。

定子

安置在一个圆柱定子转子装配,或静止的涡轮机的一部分。容纳转子、汽缸内部的室的直径必须略大于转子磁盘本身。两端的定子包含轴的轴承。定子还包含一个或两个入口,其中插入了喷嘴。特斯拉的原始设计要求两个入口,使汽轮机运行顺时针或逆时针方向。

这就是基本的设计。汽轮机运行,高压流体进入定子入口喷嘴。转子之间的流体通过磁盘,使转子旋转。最终,流体通过排气港口出口中心的涡轮机。

特斯拉涡轮伟大的事情之一是它的简单。它可以用现成的材料,和磁盘之间的间距不需要精确控制。很容易构建,事实上,这几个主流杂志包括完整的汇编指令使用家庭材料。1955年9月出版的科普特色一个按部就班的计划建立一个鼓风机使用特斯拉纸板制成的涡轮设计!

但是究竟如何生成一系列的18新利最新登入磁盘从涡轮旋转运动我们期待?这个问题我们将在下一节中介绍。

你可能想知道流体的能量会导致金属磁18新利最新登入盘旋转。毕竟,如果磁盘是完全光滑,没有叶片,叶片或桶“捕获”液体,逻辑表明,液体会流磁盘,磁盘一动不动。当然,这并不会发生什么。特斯拉涡轮旋转的转子不仅——它快速旋转。

为什么可以在所有液体的两个基本属性:附着力和粘度。粘附的趋势是不同的分子引力作用使纠缠在一起。粘度是物质流动的阻力。特斯拉涡轮的这两个属性一起工作流体的能量转移到转子,反之亦然。方法如下:18新利最新登入

的流体薄层与磁盘表面这样叫边界层,流体与固体表面之间的相互作用称为边界层效应。由于这种效果,推动流体之前迅速加速螺旋路径沿着磁盘的脸,直到达到一个合适的出口。因为流体自然阻力最小的路径移动,不受约束和破坏性的力量引起的叶片或叶片,它经历逐渐变化的速度和方向。这意味着更多的能量传递给涡轮。事实上,特斯拉声称涡轮效率为95%,远高于其他发电机的时间。

但在下一节中我们将看到,特斯拉涡轮机的理论效率没有那么容易实现生产模型。

特斯拉,以及许多当代科学家和实业家,认为他的新涡轮是革命性的基于属性的数量。它很小,很容易制造。它只有一个活动部件。这是可逆的。

为了演示这些好处,特斯拉有几个机器。Juilus c . Czito特斯拉的儿子长期机械师,建几个版本。第一,建于1906年,有8个磁盘,每个直径6英寸(15.2厘米)。机器重量小于10磅(4.5公斤),开发30马力。它也揭示了缺乏会使机器的持续发展困难。转子达到如此高的速度,每分钟35000转(rpm)——金属圆盘拉伸明显,阻碍了效率。

1910年,Czito和特斯拉建立了一个更大的模型与磁盘直径12英寸(30.5厘米)。它在10000 rpm和开发100旋转马力。然后,在1911年,两人建立了一个模型与磁盘直径9.75英寸(24.8厘米)。这降低了速度9000转,但增加了输出功率110马力。

由于这些成功,在小范围内更大的双单元建立的特斯拉,他计划与蒸汽测试纽约爱迪生公司的主要强国。每个涡轮机转子轴承有磁盘直径18英寸(45.7厘米)。这两个涡轮机是放置在一个单一的基础。在测试期间,特斯拉就能实现9000 rpm和产生200马力。18新利最新登入然而,一些工程师参加了测试,忠于爱迪生声称,涡轮是一个失败的基础上如何衡量的误解转矩在新机器。这个坏新闻,结合这一事实的主要电力公司已经投入巨资刃的涡轮机,特斯拉很难吸引投资者。

在特斯拉的最后尝试将他的发明商业化,他说服Allis-Chalmers制造公司在密尔沃基建立三个涡轮机。两人20磁盘18英寸直径和发展速度分别为12000和10000 rpm。第三有15个磁盘直径60英寸(1.5米),旨在在3600 rpm,产生675马力。在测试期间,工程师Allis-Chalmers越来越关心的机械效率涡轮机,以及他们忍受长期使用的能力。他们发现磁盘在很大程度上扭曲,最终得出涡轮会失败。

尽管在1970年代,研究人员很难复制结果报告的特斯拉。沃伦大米,亚利桑那州立大学的工程学教授,创建了一个版本的特斯拉的涡轮效率41%。有些人认为大米的模型偏离了特斯拉的确切规格。但大米、流体动力学和特斯拉轮机方面的专家,进行了文献综述的研究直到1990年代,发现没有现代版的特斯拉的发明超过30 - 40%的效率。

更重要的是,这阻止了特斯拉涡轮机的越来越广泛的应用。

美国海军研究办公室在华盛顿特区清楚的记载:“帕森斯涡轮已经存在很长一段时间与整个行业围绕它,支持它。如果特斯拉涡轮不是一个数量级上,然后它会把钱鼠洞,因为行业不会被推翻,容易…”[来源:切尼]。

所以,今天,特斯拉涡轮?在下一节中我们将看到,工程师和汽车设计师再次将注意力转向这100岁的技术。

特斯拉一直是一个有远见的人。他没有看到bladeless涡轮结束本身,而是达到目的的一种手段。他的终极目标是取代活塞式内燃机更有效,更可靠的引擎基于他的技术。最高效的活塞式内燃机效率没有得到27 - 28%以上的燃料转换成工作。即使在效率率40%,特斯拉看到他涡轮作为改进。他甚至设计,在纸上,涡轮汽车,他声称是如此有效,它能穿越美国在一个箱汽油。

特斯拉从未见过车了,但他可能满足今天看到他的革命涡轮终于被纳入新一代的更清洁、更高效的汽车。一家公司进展严重是凤凰导航和制导Inc . (PNGinc),位于密歇根州市政债券。PNGinc结合圆盘涡轮技术和脉冲爆震燃烧室在一个引擎提供服务的公司说前所未有的效率。有29个活跃的磁盘,每个直径10英寸(25.4厘米),夹在两个锥形端磁盘。发动机产生18000 rpm和130马力。克服固有的极端离心力涡轮机,PNGinc使用各种先进材料,如碳纤维、titanium-impregnated塑料和Kevlar-reinforced磁盘。

显然,这些更强大,更耐用的材料至关重要,如果特斯拉涡轮机将享受任何商业上的成功。材料,如凯夫拉尔一直在特斯拉的一生,很可能涡轮就会看到更大的使用。但与发明家的工作通常情况下,特斯拉涡轮是一个机器远远领先于它的时间。

关于特斯拉的更多信18luck手机登录息、电力及相关话题,如闪电移动到下一节。

出版:2008年7月14日