Μια βαλβίδα νερού μονής κατεύθυνσης χωρίς κινούμενα μέρη που δημιούργησε ο Nikolas Tesla πριν από 100 χρόνια μπορεί να βρει σύγχρονη χρήση, υποστηρίζει μια νέα μελέτη. Σύμφωνα με την έκθεση, θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί για την άντληση υγρών από μηχανές χρησιμοποιώντας ενέργεια που διαφορετικά θα σπαταλούσε.
Ο αγωγός βαλβίδας, που κατοχυρώθηκε με δίπλωμα ευρεσιτεχνίας από τον Tesla το 1920, δεν είναι πολύ περίπλοκος από μόνος του, αλλά είναι πολύ έξυπνος και σαφώς μπροστά από την εποχή του.
Ωστόσο, το σύστημα είναι γεωμετρικά αρκετά πολύπλοκο, με έναν αγωγό που επιβάλλει συγκεκριμένες δυνάμεις στα ρευστά που κινούνται μέσα από αυτόν. Οι μηχανικές τάσεις που αντιμετωπίζει το ρευστό το αναγκάζουν να σχηματίσει έναν βρόχο στον εαυτό του σε διάφορα σημεία.
Καθώς το νερό ρέει στο στόμιο των λαβών, γίνεται τυρβώδες και επιβραδύνεται, γεγονός που σταματά τη ροή. Αν όμως το νερό ρέει προς την αντίθετη κατεύθυνση, δεν εισέρχεται στις στροφές και ρέει ελεύθερα.
Προκειμένου να βρουν μια σύγχρονη χρήση για τη βαλβίδα Tesla, το Πανεπιστήμιο της Νέας Υόρκης κατασκεύασε μια έκδοση της βαλβίδας μήκους 30 εκατοστών ακολουθώντας το αρχικό σχέδιο του Tesla. Στη συνέχεια μέτρησαν τη ροή και στις δύο κατευθύνσεις λειτουργίας, σε διαφορετικές πιέσεις. Αν και ο Tesla ισχυριζόταν στην πατέντα του ότι η βαλβίδα μπορούσε να κάνει τη ροή του νερού να είναι 200 φορές πιο αργή προς τη μία κατεύθυνσηαπό ό,τι στην άλλη, οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι η δική τους εκδοχή ήταν μόνο δύο φορές πιο αργή.
Παρόλο που το αποτέλεσμα ήταν πολύ μικρότερο από αυτό που ισχυριζόταν η Tesla, η βαλβίδα εξακολουθεί να είναι ένας χρήσιμος σχεδιασμός, διαπίστωσε η ερευνητική ομάδα. Αυτό οφείλεται κυρίως στο γεγονός ότι δεν έχει κινούμενα μέρη και επομένως μπορεί να χρησιμοποιηθεί χωρίς συντήρηση.
Σύμφωνα με τους ερευνητές, δεν υπήρχε διαφορά στην αντίσταση μεταξύ των δύο τύπων χρήσης (και προς τις δύο κατευθύνσεις) σε χαμηλή ροή. Ωστόσο, η βαλβίδα ενεργοποιούνταν απότομα πάνω από ρυθμούς ροής περίπου 1 εκατοστό ανά δευτερόλεπτο και αντιστεκόταν σημαντικά στην αντίστροφη ροή.
α) Τροποποιημένο διάγραμμα του διπλώματος ευρεσιτεχνίας Tesla που δείχνει μια κάτοψη του "αγωγού βαλβίδας". β) Απεικόνιση του αγωγού που χρησιμοποιήθηκε στα πειράματα. Το πάνω και το κάτω καπάκι σάντουιτς την εσωτερική γεωμετρία, η οποία σαρώθηκε από το σχέδιο Tesla, κόπηκε με λέιζερ και κολλήθηκε. γ) Διάγραμμα του θαλάμου πίεσης. Οι μηχανισμοί υπερχείλισης εξασφαλίζουν σταθερά επίπεδα νερού που προκαλούν ροήστον αγωγό, ο οποίος είναι στην πραγματικότητα κάθετα προσανατολισμένος, όπως φαίνεται στο β. © Leif Ristroph et al.
Ο Tesla κατοχύρωσε επίσης με δίπλωμα ευρεσιτεχνίας έναν ηλεκτρικό μετατροπέα από εναλλασσόμενο ρεύμα σε συνεχές ρεύμα, σχεδίασε τον αγωγό βαλβίδας για να προσπαθήσει να επιτύχει τον ίδιο τύπο μετατροπής με τα υγρά. Ο ηλεκτρισμός, στο εναλλασσόμενο ρεύμα, βλέπει τα ηλεκτρόνια να αντιστρέφουν συνεχώς την κατεύθυνσή τους, αλλά όταν μετατρέπονται σε συνεχές ρεύμα, στην πραγματικότητα κυκλοφορούν σε έναν βρόχο.
Οι ερευνητές κατασκεύασαν επίσης έναν δακτύλιο βαλβίδας νερού Tesla για να μιμηθούν τον ηλεκτρικό μετατροπέα του Tesla και διαπίστωσαν ότι ήταν σε θέση να επεξεργάζεται ταλαντευόμενο νερό (που πετιέται μπρος-πίσω από ένα έμβολο) και να το μετατρέπει σε σταθερή ροή νερού προς μία κατεύθυνση, επιτυγχάνοντας το αποτέλεσμα μιας αντλίας.
Οι ερευνητές πιστεύουν ότι αυτή η ιδέα μπορεί να αξιοποιήσει τις δονήσεις από κινητήρες και άλλα μηχανήματα για την άντληση καυσίμων, ψυκτικών υγρών, λιπαντικών και άλλων αερίων και υγρών.
Η μελέτη δημοσιεύθηκε στο Nature Communications.
- Η Tesla θα μετατρέψει 50.000 σπίτια στην Αυστραλία σε γεννήτριες ενέργειας
- Η Tesla έχει μειώσει το ενεργειακό κόστος για τους οικιακούς χρήστες κατά 92%
- Το εργοστάσιο Gigafactory της Tesla στο Μπάφαλο παράγει ηλιακά κεραμίδια
- Ο Ερμής είναι ένας πλανήτης με ουρά. Δείτε πώς αυτό είναι δυνατόν
- Ο Elon Musk γίνεται ο πλουσιότερος άνθρωπος στον κόσμο
