Teslaturbin
Teslaturbinen är en bladlös centripetal flödesturbin, patenterad av Nikola Tesla 1913. Turbinens skivor drivs av gränsskiktseffekten istället för flödets direkta påverkan av rotorbladen, som i en konventionell turbin. Teslaturbinen är också känd som gränsskiktsturbinen och Prandtl-turbin (efter Ludwig Prandtl). En av Teslas idéer för att kunna implementera denna typ av turbin var användandet av geotermisk energi, som beskrevs i skriften "Our Future Motive Power".[1]
Beskrivning
En Teslaturbin består av ett antal släta parallellt monterade skivor, med munstycken som tillför en trycksatt gas på skivornas periferiyta. Gasen drar med sig skivpacken med hjälp av viskositet och adhesion emot skivans sidor. När gasens hastighet minskar tillför den energi till diskarna, under sin fortsatta färd emot skivornas centrum. Eftersom turbinen inte har några utskjutande delar är den med automatik välbalanserad och robust.
Tesla skrev: "Denna turbin är en effektiv självstartande primärmotor, som kan drivas som en ång- eller flödesturbin, utan direkta förändringar i konstruktionen, vilket ur den synvinkeln är mycket praktiskt. Mindre förändringar kan förstås behöva göras allt efter omständigheterna i var enskilt fall, men det kommer att bli tämligen självklart för de som driver kraftverk och vill utnyttja ångans kraft på ett mer effektivt sätt. Den mest effektiva driften blir dock i ångkraftverk som redan från början kostrueras för användning av denna turbintyp.[2]
Denna turbin kan också med framgång tillämpas på kondenskraftverk, drivna med högt vakuum. I sådana fall kommer det stora expansionsförhållandet att bringa avgasblandning till en relativt låg temperatur som lämpar sig bättre för kondensorn. Bättre bränsle måste användas ihop med speciella pumpanläggningar men det ekonomiska utfallet kommer att motivera dessa ökade utlägg fullt ut.
Denna konstruktion möjliggör en fri expansion och utvidgning på varje skivas aktiva yta under varierande påverkan av värme och centrifugalkraft. En större aktiv skivyta innebär konsekvent mer kraft vid en given diameter och förbättrar verkningsgraden. Distansen mellan skivorna kan anpassas för att minska förluster och förlorad friktionseffekt. Rotorn är bättre anpassad än konventionella för dynamisk balansering och friktionspåverkan verkar för en tystare gång.
En effektiv Teslaturbin kräver ett litet spel mellan skivorna. En ångdriven turbin bör ha cirka 0,4 mm i spel. Skivorna bör ha en hög ytnogrannhet för att minimera skjuvningförluster och skivorna bör också vara tunna för att minimera turbulens på skivornas kanter.
Referenser
- Den här artikeln är helt eller delvis baserad på material från engelskspråkiga Wikipedia, tidigare version.
Noter
- ^ Nikola Tesla, "Our Future Motive Power".
- ^ Nicola Tesla brittiska patent 179,043, från RexResearch - en webbsida som inriktar sig på äldre uppfinningar och uppfinnare.