特斯拉涡轮机作为涡轮泵_特斯拉涡轮机

1.尼古拉-特斯拉发明过什么东西？

2.特斯拉涡轮机的应用

3.特斯拉涡轮机的介绍

4.特斯拉涡轮机的描述

5.特斯拉发明了什么?

如果一个相似的圆盘和外罩系统具有渐开线的形状（对比圆形的涡轮系统），该设备可以用作泵。将一个发动机连接到该设备轴上，流体进入中心附近，接收圆盘的能量，散射到四周去。特斯拉涡轮不是在利用摩擦力（虽然通常人们认为是），确切地说，是在避免摩擦力，并使用附着力（即附壁效应 ）和粘度代替。 它利用圆盘“叶片”上的边界层效应。

原本特斯拉的设想是用光滑的圆盘，但这样会使得启动转矩太弱。特斯拉后来发现在直径10英寸的光滑的圆盘转子圆周上12至24处，以及半径处用6至12个垫圈连接起来，能够显著地提高启动转矩，而且不影响效率。

尼古拉-特斯拉发明过什么东西？

特斯拉发明如下：交流电、远程自动化、感应电机、亚当斯电厂变电站、霓虹灯、无线电、影像图、特斯拉涡轮机、放射机、特斯拉线圈等。特斯拉是一位塞尔维亚裔美籍发明家、物理学家、机械工程师和电气工程师。他的许多发明都极大地推动了科技与工业的发展，尤其是他的交流电系统，对现代电力工业产生了深远的影响。特斯拉涡轮机是一种无桨叶的涡轮，是特斯拉在1913年获得专利的发明，其运行原理与常规流体直接撞击涡轮叶片的方式不同，而是用了边界层效应。此外，他还发明了无线电遥控技术，并在1898年制造出了世界上第一艘无线电遥控船。特斯拉的贡献不仅在于他的具体发明，也在于他的科学精神和创新思维，他一生致力于科学研究，取得了约1000项专利发明。

特斯拉涡轮机的应用

1迪纳摩电机换向器

2电弧灯（弧光灯）

3发电机电机调节器

4发电机电子调节器

5迪纳摩电机

6电磁电动机

7电磁电机

8配电系统

9AC电力传输系统和分配方案

10转换和分配电流的方案

11发电机用换向器

12交流电动机调节器

13热磁电机

14操作电磁电机的方法

15发电机电机

16从交流电中获得直流电的方法

17电机的电枢

18电磁发动机

19电动发电机组

20交流电磁电动机

21交流电动机

22电气变压器和感应装置

23操作弧光灯的方法

24交流电流发生器

25电子照明系统

26电表

27电白炽灯

28电转换和分配方案和供电装置

29电凝器

30电磁线圈

31电气导线

32产生电流的装置

33往复式发动机

34单节点白炽灯

35电气铁路系统

36蒸汽发动机

37交流电机

38电冷凝器

39产生高频和电位的电流装置

40生产臭氧的设备

41调制高频电流装置的方法

42产生高频电流的方法和装置

43制造电冷凝器，线圈和类似器件的方法

44电变压器

45电路控制器

46燃气发动机的点火器

47控制移动车辆或车辆机构的方法和装置（无线电遥控）

48电能传输系统（无线电）

49传输电能的装置

50制作绝缘电导体的方法

51增加电振荡强度的装置

52通过自然介质远距离传输或接受的装置和设备（无线电传输引用）

53设备或装置通过自然介质传输或接受的方法

54利用辐射能的设备

55利用辐射能的方法

56信号发生器

57信号系统

58特斯拉泵（流体推进）

59特斯拉涡轮（无叶片涡轮）

60喷泉系统

61特斯拉线圈（传输电能的装置）

62速度指示器

63闪电保护器

64船舶日志

65特斯拉阀门（瓣膜导管）

66流速计

67频率计

68空中运输方案

69空中运输装置

70感应电机

71异步电机

一共就这些，300项专利，上面的概括起来了所以就只有71项

特斯拉涡轮机的介绍

特斯拉在专利中宣称，该装置是用于使用流体作为动力介质，以区别于别的流体推进和压缩装置的专利申请（虽然该设备的确可用于这些用途）。 直至2006年，特斯拉涡轮自发明以来还是没有广泛用于商业用途。 然而特斯拉泵自1982年以来一直市售，用来输送具有腐蚀性，高粘度，高剪切力敏感性，含有固体，或是其他泵难以处理的流体。 特斯拉本人并没有接到过大宗生产合同。 在他那个时代的主要困扰，如前所述，是材料学知识和对高温材料研究的贫乏。 当时最好的冶金技术仍不能防止涡轮盘在运转中的扭曲和变形。

今天，在该领域的许多业余的实验已经在有意使用以压缩空气或蒸汽为动力源的特斯拉涡轮机（蒸汽由燃料燃烧产生的热制造，通常来源于汽车的涡轮增压器或太阳能辐射）。 涡轮圆盘的形变问题已被部分解决，主要是归功于新材料的应用，如使用碳纤维来制造涡轮盘。一个很好的例子是PNGinc公司和国际涡轮与动力有限公司都在他们的特斯拉涡轮设计中用到了碳纤维材料。

目前对特斯拉泵有需求的是作为废料泵。因为工厂和研磨厂的普通泵经常会被废料卡住。

特斯拉涡轮的另一需求离心多碟式血泵的研究已经取得了可喜的成果。 生物工程科学家将在21世纪持续对其进行研究。 在特斯拉的年代，传统的涡轮机效率低，因为设计高效率效叶片所需要的空气动力学原理不存在，低质量的材料没法制造出能在极端速度和温度下工作的叶片。 一个传统的涡轮效率取决于其进气和排气压力差，为了达到更高的压力差，必须要极端高温的蒸汽，所以只有高温材料才能创造高效率。 如果涡轮机在室温下用液体工作，那么你可以在排气口使用一个冷凝器来增加压力差。

特斯拉的设计回避了涡轮叶片的主要缺点。 它的确还存在剪切流动的限制等问题。 特斯拉涡轮的一些优点在于适用于低流速和小流量的需求。 为了不在流体吹出圆盘边缘时形成湍流，圆盘要尽可能薄。 因此大流量的机器就需要更多的圆盘。最高效率时，圆盘之间的间距必须接近边界层的厚度，而且由于流体的边界层厚度取决于其粘度和压力，流体性质不同，边界层厚度也不相同，所以一种设计就可用于各种燃料和液体的说法不正确的。特斯拉涡轮机与传统涡轮机的区别仅限于将能量从流体转换到轴上的方式不同而已。实验证明特斯拉涡轮负载越大效率越低。负载小时，流体从进入到排出经历了很大的旋转，在大负载下，这种旋转数量下降并逐渐变得更短。这将增加剪切损失，也降低了效率，因为气体与圆盘的接触更少了。

效率是描述输出功率的。 轻载下高效率而重载下效率损失提高并不只是特斯拉涡轮机的特点。

特斯拉涡轮机的效率预计为60% 。请记住，水轮机的效率是从使用涡轮发，最高不超过95%。记住涡轮的效率和涡轮发动机的循环效率是不同的。轴式涡轮机在如今的蒸汽设备中效率可达60%到70%（西门子公司数据），而整体设备的循环效率也就在25%到42%，而且上限无论如何低于卡诺循环效率。 特斯拉声称，他的一个蒸汽版本的装置将达到95%左右的效率。西屋公司对特斯拉蒸汽涡轮机的实际测试显示每输出1马力小时平均需要38磅蒸汽，对于涡轮来说效率在20%左右，而当代的蒸汽涡轮往往可以达到超过50%效率。流体推进的理论和技术以及热力学的能量转换已在各种专利中现身。 热力学效率是用来衡量相比等熵的情况之下到底工作效率如何的，是理想状态下输入效率和输出效率的比值。 这可以被视为是理想状态下焓的变化和压力变化的比值。（如有翻译错误请数学和物理好的朋友纠正。）

在20世纪50年代， 沃伦赖斯试图重新创建特斯拉的实验，但他在早期测试中没有严格地按照特斯拉的专利设计来制造他的涡轮机（这个机器既不是一个特斯拉多段式涡轮机，也没有特斯拉设计的喷嘴）。赖斯的单级实验系统的工作流体是空气。 早先发布的报告中赖斯的测试表明单级涡轮的效率是36%至41%。他表示如果严格按照特斯拉的设计来测试，预计效率可能会更高。

在赖斯退休之前他完成了特斯拉涡轮机最后的测试并做了大量的关于多级涡轮的层流数据分析。他声明这个设计具有极高的效率（不是连接机器后的整体系统工作效率），在1991年出版了题为“特斯拉的涡轮机”的报告，报告做了以下陈述：

“随着分析结果正确使用，转子层流使用效率是非常高，甚至超过95%。然而，为了实现转子高效率，流量必须尽量小，这意味着高效率的代价是必须要有足够多数量的涡盘，组成一个体型巨大的转子。“

现代多级式有叶涡轮机通常达到60% - 70%的效率，而在实践中大型汽轮发电机组常常表现出90%以上的效率。 在配合了特斯拉的设计后，一定大小的涡形转子使用常规流体（蒸汽，气体或水）也可以达到预想的60%至70%的效率以及更高。（如有翻译错误请工程学好的朋友帮忙纠正。）

特斯拉涡轮机的描述

特斯拉涡轮机（Tesla turbine）是一种无叶片，由流体剪切力驱动的涡轮机，科学家尼古拉·特斯拉的发明，于1913年取得专利。它被称为无叶片涡轮 ，因为它应用了边界层效应 ，而非传统的用流体直接冲击涡轮叶片。此外，特斯拉涡轮机还被称为“边界层涡轮机（boundary layer turbine）”、“凝聚型涡轮机（cohesion-type turbine）”和“普朗特层涡轮机（Prandtl layer turbine）”（以纪念德国力学大师路德维格·普朗特）。生物工程学研究者将其看作一种“多碟式离心泵（multiple disk centrifugal pump）”。特斯拉曾梦想用它来利用地热发电，成为“我们未来的能源”。

特斯拉发明了什么?

特斯拉涡轮由一组光滑圆盘组成，盘上有喷嘴向盘边缘持续吹入气流。这种气流会由于流体粘度和气体在表面层的粘滞性而吸附在圆盘上。当气流速度放慢，同时给圆盘施加以能量，气体会作螺旋向心运动并排出。由于转子的表面光滑没有隆起，这个设计极其坚固（普通有叶片的涡轮就可想而知了）。

特斯拉写道：“这是一个高效的自启动式原动机（根据原文意思，这里指这是一种无需外力就可以自行启动的原动装置），可作为蒸汽涡轮机或混流式涡轮机工作，而无需对其构造进行改动，因此十分方便。只需对原有涡轮机进行小幅改造，或是根据原有涡轮机实际情况进行修改，但只要是遵循以上（特斯拉涡轮机的）这些原则，对于蒸汽设备使用者来说，其（特斯拉涡轮机）接驳在其原有设备上工作显然是值得推荐的，可以获得极其可观的效益。”

这种涡轮机也可以成功地利用高真空进行冷凝工作。 在这种情况下，由于很大的膨胀比，排出的气体混合物具有相对较低的温度，可供冷凝器使用。 虽然需要更好的燃料和配套的特殊泵动装置，但是其最终的经济效益完全可以平衡当初建设的高成本。

所有的圆盘与垫片都通过一个嵌在边缘的套筒互相咬合，并使用螺母和套环来将那些边缘厚的圆盘固定在一起，或者，如果需要的话，可以直接在圆盘上冲压套环。

该机的整体构造允许每一片圆盘的单独地根据实际情况，包括热能和向心力造成的各种影响进行拓展性或收缩性改造，许多实际应用说明这样做可以带来很多额外的好处。更多的圆盘和更多的能量可以创造更高的效率。必须避免圆盘发生形变，并将圆盘的侧间隙尽量做小，以减少漏气和摩擦造成的能量损失。转子也要尽量做到完全对称，因为偏心造成的滑动摩擦会带来极大的负面影响，并使得涡轮机无法安静地运转。（请会工程学的朋友查看原文并纠正我本段的翻译。）

特斯拉涡轮机的设计特点使得它通常由蒸汽和燃气燃烧的混合物驱动，排出的废气则可以继续提供可供涡轮机工作蒸汽，通过阀门对上面提到的循环蒸汽进行调节，使得涡轮机的工作温度和压力处在最佳状态。

如图所示，特斯拉涡轮机的构造必须做到：

仅用蒸汽就可启动

圆盘可以在高温流体中工作

一个高效的特斯拉涡轮机需要很小的圆盘间距。比如，以蒸汽为动力的机型必须保持0.4毫米（0.016英寸）间盘的间距。 圆盘必须最大限度地光滑，以将表面摩擦和剪切损失降至最低。 圆盘也必须最大限度地薄，以防止在圆盘边缘造成相互吸引和扰流。 不幸的是，防止圆盘扭曲和变形在特斯拉的时代是一项重大挑战。据称，正因为人们无力阻止圆盘的形变，特斯拉涡轮机才走向商业上的失败，因为当时的冶金技术根本无法生产出具有如此精度和刚度的圆盘。

特斯拉线圈。

1891年，特斯拉发明了特斯拉线圈(The Tesla coil)，他主要使用了两个线圈，一个初级线圈和一个次级线圈，每一个都有独立的电容器。电容器就像一块电池一样，可以容纳电荷。这两个线圈通过打火间隙产生联系，打火间隙击穿空气打火。实验的结果是，特斯拉线圈可以制造“人工闪电”、通过设备主体发射电流以及产生微弱的电风。

特斯拉涡轮机。

在20世纪初，世界见证了活塞式发动机在汽车工业中的兴起。为尝试与活塞式发动机一争高下，特斯拉开发了自己的涡轮机。特斯拉的涡轮机是无叶式的，使用光滑圆盘在燃烧室中旋转。在燃料进入带有圆盘的主要燃烧室之前，燃烧将带动机器运转。

简介

1856年7月10日，出生于当时奥地利帝国的斯米良。1895年，他替美国尼亚加拉发电站制造发电机组，该发电站仍是世界著名水电站之一。18年，他使马可尼的无线电通信理论成为现实。1898年，他制造出世界上第一艘无线电遥控船，无线电遥控技术取得专利。以他的名字命名了磁密度单位（1Tesla=10000Gause），表明他在磁学上的贡献。

虽然他一生致力不断研究，并取得约1000项（一说700项）专利发明，但这并没有使他腰缠万贯，特斯拉长年经济拮据。1943年1月7日，特斯拉在纽约旅馆死于心脏衰竭，享年86岁。