Turbina de Tesla

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Vista do sistema "bladeless" ou "sem laminas" da Turbina de Tesla

A turbina de Tesla é uma turbina de fluxo sem laminas centrípeta patenteado por Nikola Tesla em 1913. É referida como uma turbina sem laminas porque ela usa o efeito de camada limite e não um fluido que colide com as lâminas como em uma turbina convencional. A turbina de Tesla também é conhecida como a turbina de camada limite. Pesquisadores de bioengenharia têm se referido a ela como uma bomba centrífuga de discos múltiplos.[1] [2] Um dos desejos de Tesla para a implementação desta turbina foi para a energia geotérmica.[3]

Descrição[editar | editar código-fonte]

A inovação na turbina de Tesla inclui um conjunto de discos lisos, com bicos de aplicação de um gás em movimento até a borda do disco. Os gases se arrastam no disco por meio de viscosidade e aderência da camada superficial do gás. Como o gás diminui e adiciona energia para os discos, que gira em espirais para o escape central. Uma vez que o rotor não tem projeções, ele é muito resistente.

Esta turbina também pode ser aplicada com sucesso em câmaras de condensação operando com alto vácuo. Nesse caso, devido à razão de expansão muito grande, a mistura de exaustão será a uma temperatura relativamente baixa e adequada para a admissão do condensador. Melhores combustíveis deverão ser utilizado e centrais de bombeamento, mas os resultados econômicos alcançados já justificara o gasto.

Sistema de funcionamento da Turbina de Tesla

A turbina de Tesla possui a característica de trabalhar com uma mistura de vapor e produtos de combustão e em que o calor de escape é utilizado para fornecer vapor, que é fornecido para a turbina, proporcionando uma válvula de fornecimento de vapor para que as pressões e as temperaturas possam ser ajustadas às condições de trabalho ideal.

Como diagramado, uma instalação de turbina Tesla é: Capaz de iniciar com vapor sozinho Um tipo de disco adaptado para trabalhar com fluidos a alta temperatura

Uma turbina de Tesla eficiente exige espaçamento próximo dos discos. Por exemplo, um tipo de vapor deve manter 0,4 milímetros de espaçamento inter-disco. Os discos devem ser maximamente suaves para minimizar as perdas de superfície e de cisalhamento. Os discos também devem ser altamente finos para evitar turbulência nas bordas. Infelizmente, evitar que os discos empenassem e destorcessem foi o maior desafio de tesla. Pensa-se que esta incapacidade de impedir que os discos destorçam contribuíram para o fracasso comercial das turbinas, porque a tecnologia metalúrgica na época não era capaz de produzir discos de qualidade e rigidez suficiente.

Sua aplicação como bomba[editar | editar código-fonte]

Se adicionados um conjunto de discos e uma caixa envolvente na turbina de tesla, a mesma poderá ser usada como uma bomba. Nesta configuração o motor é ligado ao eixo. O fluido entra perto do centro, é dado impulso pelos discos, então sai na periferia. A turbina de Tesla não usa o atrito no sentido convencional, ele o evita, e usa de adesão. Ele utiliza o efeito da camada limite nas lâminas do disco.

Discos lisos foram originalmente propostos, mas estes reduziam o torque de partida. Tesla descobriu posteriormente que os discos lisos com pequenas anilhas em 12 a 24 lugares ao redor do perímetro de um disco de 10 polegadas e um segundo anel com 06 a 12 arruelas deram uma melhoria significativa no torque de partida, sem comprometer a eficiência.

Aplicações[editar | editar código-fonte]

Até 2006, a turbina de Tesla não tinha uso comercial difundido desde a sua invenção. A bomba de Tesla, entretanto, tem sido comercialmente disponível desde 1982 [4] e é usada para bombear fluidos que são abrasivos, viscosos, contenham sólidos, ou que não sejam manipuláveis por outras bombas. Tesla não se preocupou em firmar um grande contrato para a produção. A principal desvantagem no seu tempo, como mencionado, foi o pouco conhecimento de materiais de características e comportamentos em altas temperaturas. A melhor metalurgia da época não podia produzir discos capazes de resistir a torções e desgaste.

Hoje, muitos experimentos amadores no campo foram realizados usando turbinas de Tesla, incluindo turbinas a vapor e turbos de automóveis. Uma aplicação proposta atual para o dispositivo é uma bomba de resíduos, em fábricas e usinas, onde bombas normais de palhetas do tipo de turbina normalmente não aguentam.

Aplicações da turbina de Tesla como uma bomba centrifuga de sangue de vários discos apresentaram resultados promissores.[5] As pesquisas de engenharia biomédica em aplicações com o aparelho foi retomado no século 21.[6]

Em 2010, uma patente foi emitida para uma turbina eólica com base no design Tesla.[7]

Referencias[editar | editar código-fonte]

  1. (1993) "July). Evaluation of a multiple disk centrifugal pump as an artificial ventricle". Artificial Organs 17 (7): 590–592. DOI:10.1111/j.1525-1594.1993.tb00599.x. PMID 8338431.
  2. (1999) "June). Analysis of optimal design configurations for a multiple disk centrifugal blood pump". Artificial Organs 23 (6): 559–565. DOI:10.1046/j.1525-1594.1999.06403.x. PMID 10392285.
  3. Nikola Tesla, "Our Future Motive Power".
  4. Discflo Disc Pump Technology - www.discflo.com
  5. (1990) "February). A multiple disk centrifugal pump as a blood flow device". IEEE Trans. Biomed Eng 37 (2): 157–163. DOI:10.1109/10.46255. PMID 2312140.
  6. (2002) "Flow through an outlet cannula of a rotary ventricular assist device". Artificial Organs 26 (8): 714–723. DOI:10.1046/j.1525-1594.2002.06931_4.x. PMID 12139500.
  7. Solar Aero Research (3 May 2010). New Wind Turbine Patent Issued. Press release. Página visitada em 11 May 2010.