Турбіна Тесла

Турбіна Тесла

Стимпанк // 2008.03.23 4:51

У цьому світі є речі геніальні, незбагненні і абсолютно не реальні. Настільки не реальні, що здаються артефактами з якоїсь паралельної Всесвіту. До числа таких артефактів поряд з двигуном Стірлінга, вакуумної радіолампу і чорним квадратом Малевича повною мірою відноситься т. зв. “турбіна Тесла”. Взагалі кажучи відмінна риса всіх подібних речей – абсолютна простота. Чи не спрощеність, а саме простота. Тобто як у творіннях Мікеланджело – відсутнє все зайве, якісь технічні або смислові “підпірки”, чиста свідомість, втілене “в залізі” або виплеснути на полотно. І при всьому при цьому абсолютна нетіражность. Чорний Квадрат – це свого роду “орт” мистецтва. Другого такого написаного іншим художником бути не може.

Все це повною мірою відноситься і до турбіни Тесла. Конструктивно вона являє собою кілька (10-15) тонких дисків, укріплених на осі турбіни на невеликій відстані один від одного і поміщені в кожух, що нагадує міліцейський свисток.

Не варто і пояснювати, що дисковий ротор набагато більш технологічний і надійний, ніж навіть “колесо Лаваля”, я вже мовчу про роторах звичайних турбін. Це перше гідність системи. Друге полягає в тому, що на відміну від інших типів турбін, де для ламинаризации течії робочого тіла необхідно приймати спеціальні заходи. У турбіні Тесла робоче тіло (яким може бути повітря, пар або навіть рідина) тече строго ламінарно. Тому втрати на газодинамічне тертя в ній зведені до нуля: ККД турбіни складає 95%. Правда слід мати на увазі, що ККД турбіни і ККД термодинамічного циклу – трохи різні речі. ККД турбіни можна охарактеризувати, як відношення енергії, перетворюється в механічну енергію на валу ротора турбіни до енергії робочого циклу (тобто різниці початкової і кінцевої енергій робочого тіла). Так ККД сучасних парових турбін так само вельми високий – 95-98%, проте ККД термодинамічного циклу в силу ряду обмежень не перевищує 40-50%.

Принцип дії турбіни заснований на тому, що робоче тіло (припустимо – газ), закручуючись у кожусі, за рахунок тертя “захоплює” за собою ротор. При цьому віддаючи частину енергії ротору, газ сповільнюється, і завдяки виникає при взаємодії з ротором коріолісовой силі, подібно чаїнкам в чаї “скочується” до осі ротора, де є спеціальні отвори, через які здійснюється відведення “відпрацьованого” робочого тіла.

Турбіна Тесла, як і турбіна Лаваля перетворює кінетичну енергію робочого тіла. Тобто перетворення потенційної енергії (наприклад стисненого повітря або перегрітої пари) в кінетичну необхідно провести до подачі на ротор турбіни за допомогою сопла. Однак турбіна Лаваля, маючи в цілому досить високий ККД, виявлялася вкрай неефективною на низьких оборотах, що засталяло конструювати редуктори, розміри і маса яких багаторазово перевищували розміри і маси самої турбіни. Фундаментальною відмінністю турбіни Тесла є той факт, що вона цілком ефективно працює в широкому діапазоні частот обертання, що дозволяє з’єднувати її вал з генератором безпосередньо. Крім того, турбіна Тесла легко піддається реверсування.

Цікаво, що сам Нікола Тесла позиціонував свій винахід, як спосіб високоефективного використання геотермальної енергії, яку він вважав енергією майбутнього. Крім того турбіна без будь-яких переробок може перетворитися на високоефективний вакуумний насос – досить розкрутити її вал від іншої турбіни або електродвигуна.

Технологічність турбіни Тесла дозволяє виготовляти її варіанти буквально з чого завгодно: дисковий ротор можна зробити зі старих компакт-дисків або “млинців” від вийшов з ладу комп’ютерного “вінчестера”. При цьому потужність такого двигуна не дивлячись на “іграшкові” матеріали і габарити виходить вельми значною. До речі про габарити: двигун потужністю 110 к. с. був не більший системного блоку нинішнього персонального комп’ютера.

PS Фірма Tesla, свого часу випускала радіокомпоненти останнім часом взялася ще й за виробництво електричних родстерів.

Опубліковано: Gregory A. Rozanoff / 23 березня 2008

Comments are closed.