Клапанный канал Николы Тесла (Nikola Tesla Valvular Conduit).
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. Фотографии разобранного клапанного канала Николы Тесла. 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: В отличии от первых клапанов, новые имеют разборную конструкцию. |
