У меня есть дурацкая идея для нового вакуумного насоса, я пытаюсь понять, почему он не должен работать. Мне интересно узнать о турбинах Теслы, особенно когда они используются в качестве компрессоров или вакуумных насосов. Об этих вещах много шумихи, но я не нашел много реальных данных о том, насколько хорошо они работают как вакуумные насосы, и какие уравнения управляют их конструкцией. Лучшая ссылка, которая у меня есть, — это исследование 2008 года.
Этот источник кажется неплохим, но только изучает течение при атмосферном давлении и выше и дает уравнения для проектирования дисковых воздуходувок типа Тесла. Мне неясно, верны ли эти уравнения вплоть до кнудсеновского и молекулярного режима течения. Ясно, что если бы впускное отверстие было перекрыто, оно создавало бы некоторый (предельный) вакуум, как и любой центробежный насос. Но каковы пределы этого вакуума?
Субъективно конструкция такого вакуумного насоса очень похожа на молекулярные насосы Gaede и Holweck. При достаточно малом расстоянии между дисками будет ли насос Теслы продолжать эффективно работать в режиме молекулярного потока? Учитывая лопасти достаточно большого диаметра, сможет ли он вернуться к атмосферному давлению? Почему это не пробовали раньше? (т. е. какую глупую концепцию я упустил в своем понимании этих насосов?)
Тесла запатентовал многоступенчатый насос специально как высоковакуумный насос с высокой пропускной способностью, в первую очередь предназначенный для использования с паровыми конденсаторами для откачки любых газов, попадающих в системы с замкнутым контуром через сальниковые уплотнения и т.п., и для достижения очень высокой степени вакуума в конденсаторе. при этом можно значительно уменьшить размер конденсатора или повысить производительность существующих конденсаторов. Проверьте это. Он отличается от оригинального патента. (извините, я знаю, что этот пост был написан некоторое время назад, поэтому я надеюсь, что он все еще помогает)
по мере того, как вы все ближе и ближе приближаетесь к глубокому вакууму, насосам приходится выполнять все меньше и меньше работы. Хотя технически да, эффективность в этот момент падает, фактическая энергия, необходимая для поддержания вакуума, уменьшается, поскольку массовый расход через каждую ступень насоса становится все меньше и меньше.
НИКОЛА ТЕСЛА БРИТАНСКИЙ ПАТЕНТ 179,043 - УЛУЧШЕННЫЙ ПРОЦЕСС И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА ВЫСОКОГО ВАКУА https://teslauniverse.com/nikola-tesla/patents/british-patent-179043-improved-process-and-apparatus-production-high-vacua
В настоящее время я занимаюсь воспроизведением многоступенчатого высоковакуумного насоса/компрессора специально для того, чтобы иметь компрессор, который может обеспечить достаточно CFM для меня, чтобы фактически протестировать турбины tesla, которые я сейчас делаю. Посмотрите видео моей сборки турбины на моем канале YouTube www.YouTube.com/CharlieSolis.Я буду использовать диски из углеродного волокна толщиной от 0,3 до 0,5 мм и диаметром 150 мм с расстоянием между дисками 0,25 мм. эти диски должны безопасно работать при 80 000-100 000 об/мин, что очень оптимально, поскольку возможности компрессора прямо пропорциональны квадрату периферийной скорости компрессора. Если я правильно помню, это что-то около 800 м/с. Честно говоря, я даже не уверен, что должно произойти в улитке компрессора, например, будет ли жидкость со сверхзвуковой скоростью продолжать увеличивать скорость из-за увеличения площади улитки, поскольку она уже становится сверхзвуковой. Улитка становится похожей на расходящуюся часть сопла Де Лаваля или в игру вступают другие действия?
При этом я планирую использовать более компактную конструкцию, запатентованную Дональдом Дюрантом в 1975 году . через заключительную стадию в центре, чтобы нейтрализовать силы тяги за счет действия насоса.
Использование высоковакуумного насоса Tesla действительно очень привлекательно. Во время учебы в университете я провел некоторые исследования по его использованию в качестве жидкостного насоса, очень похожего на тот, который вы цитировали в 2008 году.
Я предполагаю, что подход к дизайну может заключаться в том, что многие частицы. При температуре окружающей среды средняя скорость молекул воздуха составляет около 500 м/с, что сравнимо с конечной скоростью вращающегося диска с высокой скоростью вращения. Молекулы, сталкивающиеся с поверхностью, в какой-то мере обмениваются импульсом. Это позволяет существенно изменить среднее направление скорости от почти не преобладающего до тангенциального, тем самым отгоняя остаточный газ на периферию, откуда его можно отогнать форвакуумным насосом. Предел результирующего вакуума должен быть определен с помощью экспериментов и моделирования, однако в принципе он может быть подобен тому, который достигается с помощью турбомолекулярных насосов, которые также изменяют среднее направление молекул газа.
Я не думаю, что он может поддерживать сам себя по геометрическим причинам, но многоэтапный подход может быть интересен. Потенциал здесь заключается в устройстве, которое немного дешевле, чем турбомолекулярный насос с аналогичной производительностью.
Турбина Тесла работает, потому что между дисками и воздухом есть трение, но по мере приближения к вакууму трение становится все меньше и меньше, и я предполагаю, что эффективность сильно упадет, прежде чем вы достигнете, скажем, 95% вакуума.
Но я хотел бы услышать и о турбине, используемой в качестве компрессора.
Соломон Слоу