Расчет страховой премии КАСКО 8-926-187-79-27 auto-insure.ru.
АВТО страхование +




Турбина теслы устройство и принцип работы


Безлопастная турбина для ТЭС, как изобретение Николы Теслы - № 06 (27) декабрь 2016 года - Тепловая энергетика - WWW.EPRUSSIA.RU

Газета "Энергетика и промышленность России" | № 06 (27) декабрь 2016 года

Прошло более ста лет с тех пор, как Никола Тесла создал прототип своего первого турбинного двигателя, а мир до сих пор ожидает, когда придет его время. Чтобы понять, почему этот двигатель так долго пребывает в забвении, необходимо обратиться к истории.

Прошлое

На рубеже XIX‑XX веков бензиновые и дизельные двигатели достигли уже такого уровня совершенства, что могли использоваться на сухопутных транспортных средствах. В тот же период были созданы турбины Парсонса и Кертиса для паросиловых установок, а Никола Тесла начинает разработку своего оригинального двигателя.

Поршневая двигательная техника полностью подошла и закрепилась в автомобильной промышленности. Главные производители электротехнической продукции, в том числе для электрических станций, уже вложили крупные инвестиции в разработки Парсонса и Кертиса. Когда Никола Тесла в конце концов сделал предложения автомобильным и электротехническим компаниям, то они уже не были заинтересованы в рассмотрении новой двигательной техники, даже если бы она оказалась лучшей.

Конструкции

Турбина Теслы – замечательный тепловой двигатель: предельно простой по своей конструкции, надежный и, в определенной степени, эффективный при работе. Этот двигатель сегодня может оказаться вполне пригодным для эксплуатации на ТЭС. Однако принцип его действия малоизвестен среди современных инженеров, как и то, насколько хорошо он может работать наряду с лопаточными турбинами общеизвестных конструкций.

По принципу действия лопаточные турбины можно классифицировать на активные и реактивные. Первые преобразуют кинетическую энергию потока газообразного рабочего тела в механическую энергию вращательного движения ротора за счет отклонения этого потока посредством лопаток. В результате их работы происходит снижение скорости движения газа, а его давление остается постоянным поперек лопаток. Характерная особенность функционирования активных турбин – одинаковое давление газа на ведущей и ведомой кромках лопаток.

Вторые снижают скорость и давление газа, что повышает эффективность преобразования энергии. В реактивных турбинах обеспечивается снижение давления газа поперек поверхностей лопаток за счет их соответствующей формы. Как результат возникает реактивная сила в радиальном направлении. Однако разница в величинах давления газа (высокое – на ведущей кромке лопатки, низкое – на ведомой ее кромке) приводит к увеличению аксиальной нагрузки на ротор турбины.

В конструкции дисковой, или погранично-слоевой, турбины Теслы (патент США US 1,061,206 и патент Великобритании GB 186,082) никаких лопаток нет. На роторе располагаются диски, набранные параллельно друг другу в плотный «пакет».

Как это работает?

Диски в турбине Теслы используются для создания аэродинамического поверхностного адгезионного эффекта (эффекта прилипания) за счет их сопротивления потоку газа между пластинами (дисками). Поэтому турбина Теслы является турбиной трения. В ней передача энергии к валу ротора обеспечивается за счет сопротивления трения потока рабочего тела между дисками (Никола Тесла. Утраченные изобретения. – М., 2009; О. Файг. Никола Тесла. Великие изобретения и открытия. – М., 2014).

Газ с большой скоростью поступает в дисковый «пакет» через впускной канал по траектории, касательной (тангенциальной) к его внешнему ребру. Сплошные (без отверстий специальной формы) диски, которыми замыкается «пакет», преобразуют кинетическую энергию газового потока в механическую энергию вращения вала ротора посредством активных и тормозящих сил. По мере уменьшения энергии газового потока он направляется по спирали к центральному выходному каналу, «прилипает», а тормозящие и центробежные силы продолжают преобразовывать кинетическую энергию газового потока в энергию вращательного движения вала ротора.

Возможности

Механизм преобразования энергии в погранично-слоевых турбинах весьма эффективен даже у одноступенчатых конструкций. Весомым же показателем, по которому лопаточные турбины превосходят дисковые турбины Теслы, является удельная мощность на единицу массы. Однако этот недостаток, наверное, может быть устранен за счет улучшений в конструкции турбины Теслы.

Турбина Теслы может быть изготовлена из простых сортаментных материалов – листовой стали, труб, круглых и квадратных балок. Это принципиально позволяет организовать крупносерийный выпуск таких тепловых двигателей для ТЭС при низких производственных затратах.

Кроме вышеперечисленного, турбина Теслы может стать одним из тепловых двигателей, который будет способствовать решению такой мировой проблемы, как «устойчивое развитие», то есть достижение глобального прогресса без загрязнения окружающей среды. Один из путей решения данной проблемы состоит в переходе от централизованного снабжения потребителей электрической и тепловой энергией к децентрализованному, выгодному потребителям. Самостоятельная выработка энергии на месте ее потребления принципиально может быть реализована с использованием паровых либо газовых турбин Теслы. При этом следует отметить, что Никола Тесла для своих турбин разработал и конструкцию оригинального клапана (патент США US 1,329,559).

Если говорить о децентрализованной выработке электрической и тепловой энергии, то наиболее подходящими объектами генерации, на которых могут быть применены турбины Теслы, являются паровые конденсационные мини-ТЭС и когенерационные энергетические установки (мини-ТЭЦ). Разумеется, что внедрению турбин Теслы должны предшествовать обстоятельные научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы. Пока же в большинстве своем такие тепловые двигатели разрабатываются, строятся и исследуются силами многочисленных энтузиастов как в нашей стране, так и за рубежом.

Перспективы

При создании и внедрении технических объектов, необычных для сегодняшнего профессионального сообщества, важно понимать, что первые проекты необходимо разрабатывать для малых энергетических установок. Как вариант можно рассматривать создание комбинированной ТЭС с первичным двигателем традиционной конструкции (например, с газопоршневым двигателем мощностью в несколько мегаватт) и турбиной Теслы (к примеру, в паровом варианте для работы от парового котла-утилизатора выхлопных газов газопоршневого двигателя).

Другой путь – разработка и последующая реализация пилотных проектов микромощных ТЭС, то есть с электрическими мощностями до 100 кВт. Такие энергетические установки могут найти применение, например, в дачных и деревенских хозяйствах. Дешевизна и простота турбин Теслы в эксплуатации делает их очень привлекательным тепловым двигателем именно в сельской местности, где всегда есть проблемы с ремонтом энергетического оборудования в части квалификации обслуживающего персонала, которого может не быть вообще.

Нельзя исключать и вариант создания автономной паровой мини-ТЭЦ с турбиной Теслы для снабжения электрической энергией небольшой группы потребителей через однопроводную резонансную линию электропередачи. Ее варианты тоже являются развитием научного наследия Николы Теслы, многократно запатентованы в нашей стране и продолжают разрабатываться во Всероссийском научно-исследовательском институте электрификации сельского хозяйства (ВИЭСХ) под научным руководством академика РАН Дмитрия Семеновича Стребкова (Д. С. Стребков, А. И. Некрасов. Резонансные методы передачи и применения электрической энергии / Под ред. Д. С. Стребкова. – 4‑е изд., перераб. и доп. – М., 2013). Снабжение потребителей теплом и, при необходимости, холодом от такой мини-ТЭЦ принципиально возможно предусмотреть по непротяженным тепловым сетям. Для аккумулирования электрической и тепловой энергии целесообразно использовать соответствующие накопительные установки.

Таким образом, технология преобразования энергии в таком тепловом двигателе, как турбина Теслы, не нашедшая применения в прошлом, может быть по‑новому реализована на современном этапе развития техники и производства. Сегодня существуют и успешно применяются уникальные технологии компьютерного трехмерного моделирования с последующим численным моделированием физических процессов, происходящих в будущем изделии. Сто лет назад такое невозможно было себе представить. При проектировании турбин Теслы с применением САПР этот процесс будет более продуктивным.

Турбина Тесла своими руками из старых HDD

Турбина Тесла своими руками из старых HDD

Турбина Тесла — безлопастная дисковая турбина, конструктивно представляющая собой бутерброд из тонких дисков, укреплённых на одной оси на небольшом расстоянии друг от друга и помещённые в кожух.

 

Принцип действия основан на том, что рабочее тело (допустим — газ или жидкость), попадая в турбину, за счёт трения "увлекает" за собой ротор из дисков, заставляя их вращаться. Далее, рабочее тело, потеряв часть энергии, "скатывается" к оси ротора, где имеются специальные отверстия, через которые осуществляется отвод.

Для сборки собственной турбины Тесла своими руками требуются несколько уже не рабочих жестких дисков. Круглые алюминиевые пластины внутри, это идеальное решение для ротора турбины. Корпус устройства изготовлен из акрилового пластика, больше известного нам как оргстекло.

 

С чего нам начать? Для начала разберем и вынем те самые пластины из некогда служивших верой и правдой жестких дисков. Думаю с этим проблем не должно возникнуть, единственное, что надо учитывать, это то, что в некоторых моделях используются не металлические, а керамические пластины, что нам никак не подходит. Ведь в них необходимо будет проделать отверстия для отвода рабочего тела, а керамику, как вы понимаете, не получится обработать. Она просто треснет.

Пластина жесткого диска из керамики треснула при обработке

Проделав отверстия, аналогично тем что изображены на картинке, нам необходимо изготовить распорки.

 

Благодаря им, пластины из которых состоит ротор находятся на некотором расстоянии друг от друга. Идеальное расстояние зависит от нескольких переменных, включая вязкость жидкости, скорости и температуры. Информацию по этому поводу вы найдете здесь. Я же не стал заморачиваться и взял готовые кольца из тех же жестких дисков.  

 

Следующим шагом будет изготовление вала. Его необходимо выточить из алюминия на токарном станке. Диаметр центральной части, на который впоследствии "сядут" пластины ротора, должен соответствовать диаметру отверстий в них. Это около 2.48 см. Длина же вала где-то 4.5 см. 

 

Также из алюминия необходимо выточить кольца, схожие с теми, что используются в качестве распорок. Они необходимы для фиксации ротора на валу турбины и для этого в них предусмотрены соответствующие установочные винты. 

 

Выполнив все вышеописанные условия можно приступать к сборке самого ротора. 

 

В своей конструкции я использовал 11 алюминиевых дисков и 10 распорных колец между ними.

 

Собирая "бутерброд" важно зажать его фиксирующими кольцами так, чтобы диски не вращались отдельно от самого вала.

 

Корпус турбины Тесла можно изготовить из любого подходящего материала, будь то дерево или металл. Все зависит от ваших возможностей и потребностей. Я же использовал кусок акрила размерами 12,5 х 12,5 х 6 см. В нем, любым удобным способом, вырезаем отверстие образующие камеру для ротора турбины.

 

Также делаем одно отверстие для патрубка, через которое будет поступать рабочее тело, и четыре для крепления боковин корпуса.

 

Боковые панели из того же материала, размерами 12,5 х 12,5 х 1,2 см и с соответствующими отверстиями для крепления к основной камере. В центре каждой такой боковины необходимо сделать 15 мм в диаметре и 7 мм в глубину выемки для подшипников.

 

Так как в качестве рабочего тела будет использоваться сжатый воздух, я не стал сверлить отверстия для "выхлопа". Их в полной мере заменяют оба подшипника с зазорами между внешними и внутренними кольцами. 

 

Ну вот, теперь осталось собрать все компоненты в одну единую конструкцию.

 

Турбина почти готова. 


Источник: Instructables

Следующая статья >

Дисковая безлопастная турбина Николы Тесла. www.TeslaTech.com.ua

Турбина Тесла внутреннего сгорания.Для лучшего понимания нижеизложенного материала, настоятельно рекомендую ознакомиться с оригинальной информацией, представленой в разделе "Патенты".

Я узнал об этом изобретении 3 года назад, и, честно говоря, оно не произвело на меня какого либо впечатления. Но спустя пару лет, за которые я многое узнал о различных видах двигателей и о принципах их работы, вспомнил о турбине Тесла. Решил, что стоит более подробно разобраться, что же это такое, и как оно работает. Я изучил все патенты, касающиеся этого изобретения, а так же все, что можно было найти на этот счет. Как обычно, в интернете мало чего путного, куча небылиц, и странных, непонятно на чем основанных предположений. Так же в сети можно найти большое количество самодельных моделей, но сделаны они не корректно, так как нет полного понимания принципов работы и процессов, происходящих внутри устройства. Есть и исключения, но их очень мало. Итак, основной принцип, заложенный в работу турбины – вязкость движущейся среды. Н. Тесла в своих патентах описал основные принципы и закономерности данного эффекта.

Что же представляет собой безлопастная турбина Теслы?
Подробнее на www.TeslaTech.com.ua

Дисковая турбина Николы Тесла.
 


Дисковая безлопастная турбина Николы тесла. 3D модель.

Конструкция дисковой безлопастной турбины Николы Тесла. 3D модель.


Дисковая безлопастная турбина Николы Тесла. Реальная стальная модель.


Испытательный стенд. Дисковая безлопастная турбина Николы Тесла с электрогенератором.

Испытательный стенд. Дисковая безлопастная турбина Николы Тесла с манометрами.

Немного видео-роликов:

Дисковая безлопастная турбина Николы Тесла с генератором. Работает от сжатого воздуха.
 

Подготовка дисковой безлопастной турбины Тесла к запуску и работе на перегретом паре.
 

Дисковая безлопастная турбина Николы Тесла работает на перегретом паре. Мощность на валу турбины 2,5кВт. Мощность на генераторе 1,3кВт (13,7В 95А)

 

Турбина Тесла – простое и красивое решение технической задачи

Никола Тесла был настолько великим ученым, что по-настоящему оценить масштабы его открытий человечеству еще только предстоит. Большинство его изобретений, о которых и поныне ходят легенды, касается возможности передачи электрической энергии на расстояние. Однако среди патентов, а их намного больше тысячи, которые получил этот выдающийся теоретик и экспериментатор-практик, есть и другие, касающиеся исключительно механических узлов машин. Один из них описывает принцип работы необычной конструкции, преобразующей энергию газового потока во вращательное движение. Турбина Тесла – таково название этого механизма.

Каждое изобретение должно быть уникальным, таковы современные правила регистрации патента, такими были они и в 1913 году, когда великий ученый получил очередное авторское свидетельство. Оригинальность изобретения Тесла состоит в отсутствии лопаток, которыми снабжен ротор практически любой турбины. Передача кинетической энергии потока воздуха, или любого другого газа, осуществляется не за счет непосредственного давления на поставленные под углом к нему лопасти, а движением пограничного потока среды, окружающей совершенно плоские диски. Турбина Тесла использует такое свойство газов, как их вязкость.

Все изобретения этого необыкновенного человека очень красивы. Турбина Тесла – не исключение. Красота ее в простоте, не в примитивности, а именно в той утонченной лаконичности, которая стала почерком гения. Никому ранее и в голову не приходило раскручивать диск потоком газа, направленным в одной с ним плоскости.

Разумеется, для повышения эффективности всего устройства следовало увеличить количество дисков и максимально уменьшить расстояние между ними, поэтому турбина Тесла представляет собой ротор, закрепленный на ведущем валу, состоящий из множества плоских «тарелок», а статор – пространство, в котором вращается этот вал с соплами, направленными тангенциально, то есть перпендикулярно радиусу роторных дисков. Такая конструкция дает огромное преимущество в том случае, если необходимо изменить направление вращения. Для этого достаточно просто переключить входной патрубок на то сопло, что ранее было выходным, и вся турбина начнет вращаться в реверсивном направлении.

Еще одно преимущество – в характере движения газа, он ламинарный, то есть в нем не возникает вихревых потоков, на преодоление которых расходуется полезная энергия, и с которыми так упорно борются конструкторы турбин. Вообще во времена, когда Тесла изобретал свою турбину, у инженеров было много проблем с материалами для изготовления лопаток, вот он и придумал, как без них вовсе обойтись.

Есть у конструкции и свои недостатки. К их числу можно отнести низкую скорость потока газа, при которой турбина Тесла эффективна. Однако это нисколько не умаляет значение этого изобретения, которое может вдруг понадобиться и стать просто незаменимым решением технической задачи, как это бывало и с другими патентами Н. Тесла.

Простота конструкции – очевидное качество, которым обладает турбина Тесла. Своими руками ее изготовить можно, правда, для этого все же потребуется немалая квалификация и высокая точность выполнения всех работ. Ведь квалитет дисков и малый зазор между ними, который должен быть очень равномерным, а также кожух с соплами с помощью простейших инструментов выполнить практически нельзя.

Патент US 1061206 Гидродинамическая турбина Теслы - Патенты

Патент US 1061206

Гениальное, но не признанное в своё время из за ограничения технологии, изобретение Теслы. Гидродинамическая турбина без лопастей, поршней, лопаток и прочих, возмущающих среду, элементов конструкции. Используются обычные диски.

Всем, кого это может касаться :

Да будет известно, что я, Никола Тесла, гражданин США, проживающий в Нью-Йорке, изобрёл новое и полезное усовершенствование в Роторных двигателях и Турбинах, которое описываю ниже.

В практическом применении механической энергии, основанном на использовании жидкости как среде передающей энергию было замечено, что для достижения большей экономии, изменения в скорости и направлении движения жидкости должны быть как можно более постепенными. В существующих формах и аппаратах резкие изменения, вибрации, заторы неизбежны. Кроме того, гидравлические устройства такие как поршни, лопасти, вёсла, лопатки имеют различные дефекты и дороги в изготовлении и обслуживании.

Цель моего изобретения - победить отрицательные эффекты передачи и преобразования механической энергии посредством жидкости более экономичным и простым способом. Я выполнил это найдя способ движения жидкости натуральным путём с минимальным сопротивлением, свободным от возмущений, которые возникают в лопатках и лопастях подобных устройств, и способом изменения скорости и направления движения без потерь, пока жидкость передаёт энергию.

Известно, что жидкость имеет, кроме прочих, два важнейших свойства - вязкость и текучесть.

Из-за этого имеют место такие понятия, как внутреннее и пограничное трение, проявляемые при движении жидкости относительно поверхности в которой она течёт, и трение между молекулами самой жидкости. Эти ффекты наблюдаются в повседневной жизни, но мне кажется, что я первый, кто применил их практически как движительный агент.

Принципы применительны и к воздуху, как движительной среде. Т.е. эти среды, если будут применены по описанному принципу способны передавать энергию.

В приложенных чертежах я отразил только форму аппарата, приспособленного для термодинамического преобразования энергии; границы, в которых применение принципа наиболее значимое.

Рис. 1. Боковое сечение рторного движителя, или турбины.

Рис. 2. Вертикальное сечение.

Аппарат состоит из серии плоских, жёстких дисков 13, закреплённых на валу 16 посредством гаек 11 и промежуточных шайб 17 на выступах 12. Диски имеют окна 14 и спицы 15. Изображены несколько таких дисков с окнами. Ротор расположен в корпусе 19 в подшипниках с уплотнениями 21 с обоих сторон. Корпус имеет выходные окна 20. Концы корпуса соединены центральным кольцом 22, расточенным немного большим диаметром чем диски, и имеют фланцы 23 и входы 24, в которых размещаются сопла 25. Радиальные канавки 26 и лабиринтовые уплотнения 27 установлены на концах ротора. Подающие трубы 28 с клапанами 29 подсоединены к фланцам центрального кольца; один из клапанов нормально закрыт.

Для лучшего понимания рассмотрим ситуацию, когда вал и диски вращаются по часовой стрелке. Жидкость поступает через входные окна 20 и вступает в контакт с дисками 13 под действии двух сил - касательной и центробежной. Комбинация этих сил движет жидкость спиралеобразно с нарастающей скоростью, пока она не достигнет периферии, откуда и выходит. Такое спиралеобразное, свободное и ровное движение жидкости позволяет саморегулировать естественный поток.

Во время движения в полости, где расположен ротор, частицы жидкости совершают несколько оборотов в зависимости от скорости жидкости и размеров дисков. Я выяснил, что кол-во жидкости прокачиваемое таким образом, при прочих равных условиях, пропорцианально рабочей поверхности ротора и его скорости. Поэтому совершенство машины зависит от её размеров и скорости вращения ротора. Размерения дисков и интервалов между ними будет зависеть от требований и условий к аппарату. Зависимость между растояниями между дисками, их диаметром, длинной пути, вязкостью жидкости - прямопропорциональна.

В общем, расстояние должно быть таким, чтобы общая масса жидкости, прежде, чем выйти, разогналась до постоянной скорости, почти до скорости периферии дисков, при нормальных рабочих условиях, и частицы двигались равномерно по окружности, если выходной клапан закрыть.

Теперь рассмотрим наоборот, что жидкость под давлением проходит чрез клапан по указанной стрелке; тогда ротор начнёт вращаться по часовой стрелке, а жидкость двигаться спиралеобразно с замедлением, пока не достигнет отверстий 14 и 20, через которые и выйдет. Если-бы ротор был способен вращаться в подшипниках без трения, его наружный обод достиг-бы скорости максимальной той, которая соответствует движущейся жидкости при её почти круговом движении. При приложении нагрузки на ротор, его скорость падает, движение жидкости замедляется, вращение частиц сокращается и путь укорачивается.

Можно с определённой точностью предположить, что крутящий момент прямо пропорцианален квадрату скорости жидкости относительно ротора и площади дисков, и обратнопропорционален расстоянию между ними.

Аппарат способен совершать максимальную работу когда скорость ротора равна половине скорости жидкости, но для достижения максимальной экономии относительная скорость (или скольжение) должна быть как можно меньше. Степень регулировки достигается размерами дисков и расстоянием между ними.

Очевидно, что передаваемая энергия от вала к другому механизму и желаемое соотношение скоростей достигается посредством подбора дисков. Например, в насосе, радиальное, или статическое давление в результате центобежных сил добавляется к касательному, или динамическому, что ведёт к увеличеню столба жидкости.

В моторе, наоборот, статическое давление, противодействующее давлению подачи, снижает давление столба и скорость радиального потока к центру. Т.е. в движительной машине всегда требуется большой крутящий момент, что требует увеличения дисков и уменьшения расстояния между ними, в то время как в двигательной машине, в целях экономии, вращательный эффект должен быть меньше, а скорость больше. Возможны другие конструктивные нюансы, но процессы должны происходить как описано.

Предположим, что движительная среда попадает в отверстия с постоянной скоростью. В этом случае машина будет работать как роторный двигатель, и жидкость выходить из своего кругового движения через центральный выход. При этом имеет место расширение, из-за спирального вращательного движения, т.к. распространение внутрь противостоит центробежным стилам и сопротивлению радиальному движению.

Замечено, что сопротивление движению жидкости между плоскостями пропорцианально квадрату относительной скорости, которая максимальна в направлении центра и равна полной касательной скорости жидкости. Теперь, предположим, что жидкость вошла в камеру не через окна, а через сопло, усиливающее соотношение скорость-энергия. Когда расширение в сопле закончено, давление жидкости на периферии небольшое; но когда сопло увеличивается в диаметре, давление растёт, так-же как и подача. Но переход от импульсного к расширитльному действию приводит к небольшим изменениям в скорости в сопле.

Раннее мы предпложили, что давление подачи постоянное, но понятно, что мало что изменится, если давление будет несколько менятся в результате внутренних процессов в ней.

На Рис.1. отражены особенности при реверсировании. Если правый клапан закрыт и жидкость поступает через вторую трубу, ротор вращается в направлении стрелки пунктиром, при этом качество процесса не меняется. Тот-же результат может быть достигнут многими другими путями посредством специально спроектированных клапанов, сопел.

Понятно, что количество входных окон по периферии может варьировать, так-же как и другие конструктивные особенности конструкции. Всё-же другая качественная сторона описанного принципа должна быть освещена. Когда машина работает в холостом режиме, центробежное давление, действующее против движения жидкости, должно быть равно давлению подачи. Если впускные окна больше, то небольшие изменения в скорости произведут большие изменения в потоке и, соответственно, в длине спиралеобразного пути. А т.к. центробежные силы растут пропорцианально квадрату скорости, то при наличии современных материалов, можно увеличить размеры ротора для получения лучших результатов.

Данная концепция легче реализуется для больших устройств, также как и с использованием современных технологий. Для небольших, компактных машин требуется высокая точность изготовления при малых зазорах.

Понятно, что на данном принципе конструкции могут варьировать в большом диапазоне для различных целей. В данной моей работе я описал главные, принципиальные аспекты применения принципа, и мне кажется я первый, кто понял это и предлжил к полезному использованию.

Я заявляю :

1. Машина, приводимая в действие жидкостью, состоит из корпуса с входными и выходными окнами на периферии и в центральной части, соответственно; ротора с плоскими плоскостями, расположенными с интервалами, таким образом, что жидкость может течь между ними естественным спиральным потоком, и посредством свойств вязкости и текучести передавать энергию вращения ротору.

2. Машина, приводимая в действие жидкостью, состоит из ротора, включающего плоские диски, закреплённые на валу, находящемся в корпусе с входными и выходными окнами.

3. Роторный двигатель, приводимый в действие свойствами текучести и вязкости движущейся жидкости состоит из корпуса, образующего камеру с касательными к периферии входами и выходами в центральной части; ротора состоящего из дисков, закреплённых на валу.

4. Машина, приводимая в действие жидкостью, состоит из дисков, закреплённых на валу, расположенном в корпусе с входными и выходными окнами, через которые может течь жидкость под действием радиальных и касательных сил естественным спиралеобразным потоком от периферии к центру, и передавать энергию посредством свойств вязкости и текучести.

5. Машина, приводимая в действие жидкостью, состоит из дисков, имеющих плоскую форму и зазор, между которым проходит жидкость от периферии к центру.

6. Машина, приводимая в действие жидкостью, состоит из ротора, включающего в себя плоские диски с зазорами, закреплёнными на валу имеющим выходное окно в центральной части, позволяющим вытекать жидкости, прокачиваемой через эти зазоры.

7. Термодинамический конвертер состоит из серии соосно закреплённых плоских дисков, расположенных в корпусе с входными окнами на периферии и выходными окнами в центральной части.

8. Термодинамический конвертер состоит из серии соосно закреплённых плоских дисков, имеющих окна в центральной части; корпуса с входными окнами на периферии и выходными окнами идущими от центральной части.

Изобретения Николы Теслы — История изобретений

В этой большой обзорной статье мы поговорим о том, что изобрёл Никола Тесла, выдающийся изобретатель и учёный. Мы постараемся описать все наиболее важные из его изобретений, а также расскажем о тех, о которых вы могли и не знать.

Никола Тесла — это, пожалуй, один из самых известных изобретателей в мире наравне с Архимедом или Леонардо да Винчи, чей вклад в мировую науку крайне трудно переоценить. Родился и вырос Тесла в Сербии, где и получил образование. Уже со студенческих лет он проявлял самостоятельность мышления и тягу к изобретательству. Позже он переезжает во Францию, а затем в США, где и проживает большую часть своей жизни, занимаясь изобретательством. Количество его патентов включает в себя более 150 изобретений и различных усовершенствований. Некоторые даже считают, что именно Никола Тесла изобрёл 20-й век, так как он был не просто практиком, но и теоретиком.

Интересы Теслы лежали в основном в сфере радиотехники и электротехники, а также в области изучения свойств электромагнетизма и передачи электричества на большие расстояния. Основные его изобретения связаны с переменным током и электрическими машинами, использующим его. Также в нашей статье мы поговорим об изобретениях Теслы в области беспроводного освещения и беспроводной передачи электроэнергии.

Жизнь Теслы в целом была трудной и порой крайне неудачной. Далеко не все его изобретения были коммерчески успешными, он часто становился банкротом или жертвой обмана (Эдисон кинул его на большую сумму) или обстоятельств (например, известный пожар в его лаборатории уничтожил множество прототипов).

Безусловно, что теоретический вклад Теслы огромен, но нас в этой статье будут интересовать прежде всего практические реализации его идей и задумок, поэтому давайте посмотрим на список изобретений Николы Тесла. Для удобства навигации по статье предоставляем небольшое содержание:

Переменный ток

DC — постоянный ток, AC — переменный ток

Прежде чем научиться использовать переменный ток, его необходимо сначала получить. В общем-то о переменном токе физики знали уже давно (со времён открытия электромагнитной индукции) и Тесла его как таковой не открывал, но тогда все полагали, что переменный ток — это попросту «мусор», который вряд ли как-то получится использовать. Тесла же был другого мнения и сразу увидел весь потенциал переменного тока.

Постоянный ток непрерывно течёт в одном направлении; переменный ток меняет своё направление 50 или 60 раз в секунду и у него можно изменять напряжение до высоких уровней, минимизируя при этом потери мощности на больших расстояниях. Позже напряжение переменного тока можно понижать, чтобы использовать его на заводах или в жилых домах. Тесла понял, что будущее принадлежит переменному току.

Тесла описал свои двигатели и электрические системы в статьей «Новая система двигателей переменного тока и трансформаторов», которую он презентовал в Американском институте инженеров-электриков в 1888 году. Именно тогда Джордж Вестингауз заинтересовался разработками Теслы, и однажды он посетил его лабораторию и поразился увиденному. Никола Тесла построил модель многофазной системы из понижающих и повышающих трансформаторов переменного тока, а также двигателя переменного тока. Так началось партнёрство Ветсингауза и Теслы. Позже Никола Тесла получил 40 патентов на свои изобретения в США, а Вестингауз выкупил их все, чтобы обеспечить себя богатством, а Америку переменным током.

Ниже мы как раз и поговорим об этих машинах и о том, как в США внедрялась многофазная система электроснабжения.

Генератор переменного тока

Генератор переменного тока — это электрическая машина, которая является составной частью полифазной системы электроснабжения Теслы, о которой речь пойдёт ниже. Генератор создаёт переменный ток, используя механическую работу (например, генераторы, установленные на дамбах, использующие падающую на их лопасти воду).

Мы не будем объяснять принцип работы генератора. Посмотрите видео ниже, если хотите понять подробнее.

Альтернатор Теслы (другое название генератора переменного тока) превосходил все другие по той простой причине, что он был действительно эффективен на практике. Свой генератор Тесла изобрёл ещё будучи на 2 курсе и уже тогда обращался к своим преподавателям с идеей использования переменного тока, но от его идей все отмахивались, как от бредовых. Некоторые профессора даже просто смеялись над его изобретениями.

В 1882 году Тесла работает в Париже и создаёт первый рабочий прототип своего генератора.

Приехав в 1884 году в США, Тесла направился к тогда уже известному изобретателю и коммерсанту в области электричества Томасу Эдисону и устроился к нему на работу. Попутно Тесла предлагал Эдисону свои идеи по использованию переменного тока, но Эдисон считал, что он сошёл с ума, раз думает, что переменный ток можно хоть как-то использовать. Дошло даже до того, что Тесла, не поняв сарказма Эдисона, подумал, что получит большую сумму от Эдисона, если сделает несколько десятков определённых изобретений на заказ. Тесла их сделал, а Эдисон сказал, что пошутил, а Тесле рекомендовал научиться понимать американский юмор.

В 1891 году Тесла получает в США патент на первый в мире альтернатор.

Генератор переменного тока 1891 года

Патент Теслы на генератор переменного тока

Многофазный генератор Теслы мощностью 500 л.с. (около 370 кВт) на выставке Вестингауза

Двигатель переменного тока

Двигатель переменного тока или асинхронная машина — это ещё один этап в развитии идей применения переменного тока. Генератор переменного тока мы уже обсудили, значит электричество мы получаем, но что с ним делать дальше? У нас ведь нет машин, которые бы работали от переменного тока! Вот Тесла их и изобрёл.

Патент Теслы на электрический двигатель 1888 года

В 1880-е года множество изобретателей пыталось изобрести рабочие варианты двигателей переменного тока, но сделать этого не удавалось. Галилео Феррарис занимается теоретическим исследованием создания двигателей переменного тока и приходит к ошибочному выводу, что они попросту не могут быть эффективными и коммерчески успешными. Это добавило мотивации изобретателям всего мира, это звучало как вызов — создать эффективный двигатель переменного тока. Тесла отвечает на этот вызов и демонстрирует в 1887 году свой первый вариант двигателя, работающего на переменном токе, а в 1887 году совершенствует свою модель, выпуская вторую машину.

Один из оригинальных электрических моторов Теслы 1888 года.

Основная причина, по которой рациональное использование двигателей переменного тока казалось невозможным, заключалась в том, что они были однофазовыми. Тесла же обосновал теоретически и доказал практически, что можно не ограничиваться одной фазой, а делать две или больше фаз.

На картинке ниже показано схематически устройство двух- и трёхфазных двигателей переменного тока:

Позже Тесла изобретает и патентует множество модифицированных моторов и двигателей переменного тока. Все эти патенты, как писалось выше, Тесла продаёт Вестингаузу.

Двухфазный электрический двигатель переменного тока из коллекции Вестингауза.

4-х фазный электрический двигатель переменного тока из коллекции Вестингауза.

Полифазный электрический двигатель переменного тока из коллекции Вестингауза.

Многофазная система электроснабжения

Тесла обратил внимание, что электрические станции постоянного тока Эдисона неэффективны, а Эдисон уже застроил ими всё Атлантическое побережье США. Чтобы преодолеть недостатки постоянного тока, надо было, по идее Теслы, использовать переменный ток. Многофазной такая система называется потому, что двигатели и генераторы имеют несколько фаз (см. пояснения выше).

Лампа Эдисона

Лампы Эдисона были слабыми и неэффективными при использовании постоянного тока. Вся эта система имела один большой недостаток в том, что она не могла транспортировать электричество на расстояние более 3 км из-за неспособности изменять напряжение до высокого уровня, необходимого для передачи на большие расстояния. Поэтому электростанции постоянного тока устанавливались с интервалом в 3 км.

Схема работы многофазных систем электроснабжения

Переменный ток, как писалось выше, мог достигать больших напряжений и поэтому его можно было передавать на огромные расстояния (выйдите из дома и посмотрите на ближайшие высоковольтные линии электропередач, это оно самое).

Когда Эдисон узнал, что у него появился столь мощный конкурент, он понял, что может потерять свою империю постоянного тока. Именно так и началась война между Вестингауза вместе с Теслой против Эдисона, которую назовут войной токов. Эдисон начал усиленно пытаться дискредитировать изобретение Теслы, показывая, что переменный ток более опасен для жизни, чем постоянный.

Стоит также отметить, что когда Тесла приехал в США, то сначала он предложил свои разработки Эдисону, но он назвал всё это вздором и сумасшествием.

Эдисон бил переменным током животных на публике, чтобы привести их в ярость и доказать, что этот вид тока опасен. Однажды Эдисон узнал об идее одного врача, об использовании переменного тока для умерщвления людей. Реализация не застала себя ждать. Так был изобретён электрический стул, который впервые применили к Уильяму Кеммлеру, виновному в убийстве своей любовницы.

Эдисон долго не мог придумать для своего нового изобретения название, но ему больше всего нравилось слово «увестингаузить», правда ни один из них, как мы теперь видим, не прижился.

Читайте также отдельную статью про изобретения Томаса Эдисона.

Тесла тоже не сидел без дела и отвечал на все попытки дискредитации Эдисона. Он стремился наоборот показать, что переменный ток не опасен и показывал это, при помощи скин-эффекта.

Австралийский любитель электрического эксгибиционизма Питер Террен бьёт себя в течение 15 секунд током в 200 000 вольт при помощи катушки Тесла, демонстрируя скин-эффект.

Как мы знаем, Тесла и Вестингауз в конечном итоге победили, поэтому переменный ток стал повсеместным явлением. Понадобилась целая экономическая и юридическая война, чтобы обеспечить Америку и весь мир более прогрессивным изобретением.

Катушка или трансформатор Теслы

Тесла изобрёл свою катушку примерно в 1891 году. В то время он повторял эксперименты Герниха Герца, который обнаружил электромагнитное излучение тремя годами ранее. Тесла решил запустить его устройство вместе с высокоскоростным генератором переменного тока, который он разрабатывал в рамках улучшения системы дугового освещения, но он обнаружил, что ток высокой частоты перегревает стальной сердечник и плавит изоляцию между первичной и вторичной обмотками в катушке Румкорфа, которая использовалась по умолчанию в экспериментах Герца. Для устранения этой проблемы Тесла решает изменить конструкцию таким образом, чтобы образовался воздушный зазор между первичной и вторичной обмотками, вместо изоляционного материала. Тесла сделал так, что сердечник мог быть перемещён в различные положения в катушке. Тесла также установил конденсатор, который обычно используются в таких установках между генератором и его первичной катушкой обмотки, чтобы избежать выгорания катушки. Экспериментируя с настройками катушки и конденсатора, Тесла обнаружил, что он мог бы воспользоваться возникающим резонансом между ними для достижения более высоких частот.

В катушке трансформатора Теслы конденсатор, после пробивания короткой искры, подключался к катушке из нескольких витков (первичная катушка), формируя таким образом резонансный контур с частотой колебания, как правило, 20-100 кГц, определяемый ёмкостью конденсатора и индуктивностью катушки.

Конденсатор заряжался до напряжения, которое необходимо для пробоя воздушного искрового промежутка, при входном линейном цикле, что достигает примерно 10 киловольтам при использовании линейного трансформатора, который подключён через воздушный зазор. Линейный трансформатор был спроектирован так, чтобы иметь более высокую, чем обычно, индуктивность рассеяния (параметр, отражающий неидеальность трансформатора), чтобы выдерживать короткое замыкание, возникающее в то время, когда зазор оставался ионизированным, или в течение нескольких миллисекунд, пока ток высокой частоты не исчезал.

Искровой разрядник настраивался таким образом, чтобы его пробой происходил при напряжении, которое несколько меньше пикового выходного напряжения трансформатора, чтобы максимизировать напряжение на конденсаторе. Внезапный ток, проходящий через искровой промежуток, вызывает резонанс первичной резонансной цепи на её резонансной частоте. Кольцевая первичная обмотка магнитно соединяет энергию с вторичной обмоткой в течение нескольких радиочастотных циклов, пока вся энергия, которая первоначально была в первичной обмотке, не перенесётся на вторичную. В идеале зазор затем прекращает проведение тока (гашение), захватывая всю энергию в колебательный вторичный контур. Обычно промежуток снова начинает расти, а энергия вторичных передач возвращается к первичной цепи в течение ещё нескольких радиочастотных циклов. Цикл энергии может повторяться несколько раз, пока искровой промежуток окончательно не ослабнет. Как только зазор прекратит проводить ток, трансформатор начнёт заряжать конденсатор. В зависимости от напряжения пробоя искрового промежутка, он может срабатывать много раз на протяжении всего цикла переменного тока.

Более заметная вторичная обмотка с значительно большим количеством витков более тонкой проволоки, чем у вторичной, была расположена для перехвата части магнитного поля первичной обмотки. Вторичная система была сконструирована так, чтобы иметь такую же частоту резонанса, что и первичная, используя только паразитную ёмкость (нежелательная ёмкостная связь) самой обмотки на «землю», а также любую клемму, расположенную в верхней части вторичной обмотки. Нижний конец длинной вторичной обмотки должен быть заземлён.

Применение катушек Тесла

Применение можно разделить на практическое и чисто декоративное. Практическое применение тока катушки Тесла нашли в радиоуправлении, радио и беспроводной передачи энергии для питания различных устройств (например, лампочек). Генератор Теслы обнаружил и неожиданное применение в медицине. Арсен Д’Арсонваль применил токи, создаваемые генератором, для физиотерапевтического воздействия на поверхность кожи и слизистые различных органов человека. Ток проходил по поверхностным слоям кожи и оказывал тонизирующий и оздоровляющий эффект. Также катушки Тесла применяются для работы газоразрядных лапм и обнаружения течи внутри вакуумных систем.

Но гораздо большую распространённость катушки Тесла получили в сфере спецэффектов и декораций, ведь разряды, создающиеся трансформатором Тесла выглядят крайне эффектно и красиво.

Пример работы катушки Тесла можете посмотреть на видео:

Интересно также понаблюдать и за музыкальными свойствами данных катушек, которые достигаются за счёт изменения частоты:

Интересно, что в своё время в 20-м веке пытались продавать катушки Теслы, как эффективный способ защитить вашу машину от угона:
Также подобные катушки используются в различных центрах, чтобы развлечь посетителей и попытаться увлечь молодёжь красотой физических эффектов, а также в аттракционах:

Беспроводное освещение

В 1891 году Тесла усовершенствовал передатчик волн, изобретённый Герцом, который был необходим для радиочастотного снабжения энергией, переделав его в систему освещения, состоящую из газоразрядных ламп.

В этом же году он продемонстрировал в Колумбийском колледже своё изобретение.

Когда мы говорим о том, что освещение беспроводное, не имеются в виду радиоволны, речь идёт об электростатической индукции.

В руках у Теслы две длинные трубки Гейсслера , которые похожи на неоновые лампы.

В 1893 году в Чикаго проходит всемирная выставка, где Тесла демонстрирует своё изобретение. Лампы были не только беспроводными, но и люминесцентными.

В 1894 году новое достижение. Удаётся зажечь фосфорную лампу накаливания в своей лаборатории, используя резонансный метод взаимоиндукции.

Правда широкого коммерческого применения такая лампа найти не смогла, но резонансный метод индуктивной связи сейчас применяется повсеместно в электронике.

Башня Теслы

Тесла не остановился на беспроводной системе освещения и пошёл дальше. Он решил, что можно в принципе не использовать высоковольтные провода для передачи тока и передавать всю электроэнергию посредством воздуха. Для этого он хотел построить огромную экспериментальную установку в Нью-Йорке, известную как башня Теслы или башня Ворденклиф. Позже, проводя свои эксперименты и наблюдения над молниями, Тесла пришёл к ошибочному выводу, что может использовать весь земной шар, чтобы проводить ток.

Одна из страниц патента на башню Теслы

Деньги на строительство от получил от известного в то время финансиста Дж. П. Моргана, которому он сообщил, что башня будет использоваться для трансатлантической беспроводной телефонии и вещания, на чём Морган планировал заработать. По сути это была первая подобная башня в своём роде.

В 1901 году началось строительство башни и продолжалось до 1903 года. Вторую башню-приёмник планировалось построить около Ниагарского водопада. Когда первую башню в  Ворденклифе почти достроили, Морган понял, что беспроводная передача электроэнергии может привести к обрушению всего рынка, в котором он имел вложения (ему принадлежала Ниагарская ГЭС), то он прекратил финансирование проекта Теслы. В мае 1905 года Тесла также потерял свой доход от патентов по истечению срока, поэтому он оказался банкротом и завершить строительство второй башни так и не удалось.

Как устроена башня Теслы

Башня в Ворденклифе представляла из себя огромную катушку Теслы высотой около 60 метров, на верхушки которой была большая медная сфера. Башня генерировала молнии длиной до 40 метров, а гром от высвобождаемой электроэнергии порождал гром, который можно было услышать за 24 километра от башни. Вес башни достигал 55 тонн, а диаметр 21-го метра.

Башня Уорденклифф изнутри

В 1905 году был произведён тестовый пуск, который произвёл шокирующий эффект. В газетах писалось, что Тесла сумел зажечь небо над океаном на тысячи миль. Вокруг же самой башни лошади получали удары током и даже крылья бабочек наэлектризовались до такой степени, что вокруг них можно было видеть «Огни Святого Эльма» (коронный разряд).

К сожалению, башню снесли в 1917-м году.

Изобретение радио и радиоуправления

Тесла демонстрирует свою радиоуправляемую лодку

20-й век крайне богат на различные изобретения и технические новинки. Многие изобретались параллельно в различных вариациях, при этом кто-то патентовал свои изобретения, а кто-то это сделать не мог или не хотел по каким-то причинам. Поэтому достаточно сложно установить, кто же первым изобрёл радио. Так, например, в США считают, что радио изобрели Дэвид Хьюз, Томас Эдисон и Никола Тесла, которые сделали соответствующий технический вклад для этого изобретения; в Германии полагают, что радио изобрёл Генрих Герц, а во Франции — Эдуард Бранли; В Белоруссии в изобретатели радио записывают Якова Наркевича-Иодку; В Бразилии полагают, что изобретателем радио был Ландель де Муру; в Англии — Оливер Джозеф Лоджа; в СССР же общепринятым было считать изобретателем радио Александра Степановича Попова и так далее ещё для многих стран. Гульермо Маркони же следует считать не изобретателем радио, как технологии или законченной системы, а как создателем первой успешной в коммерческом плане реализации системы радио.

Все их патенты и изобретения появлялись в промежутке 1880-1895 годов и все они занимались исследованием радиоволн. Попросту говоря, они все были изобретателями радио в той или иной степени, делая свой вклад в развитие теории передачи информации.

Но что же сделал Тесла? А он сделал тоже не мало. Он описал принципы, по которым можно было передавать радиосигнал на большие расстояния, провёл ряд собственных экспериментов по передаче сигналов, а также создал первую радиоуправляемую лодку, которую продемонстрировал на электротехнической выставке в 1898 году. Правда он не считал, что при помощи радиоволн возможно общение.

Радиоуправляемая лодка Николы Теслы

Одна из страниц патента на радиоуправляемую лодку Николы Тесла

На видео вы можете посмотреть лодку, которую собрали в 2015 году по подобию той, что была у Теслы:

Лодка контролировалась при помощи радиоуправления. Тесла продемонстрировал эту лодку в 1898 году на выставке электротехнике в Мэдисон Сквер Гарден. Там она произвела фурор. Представьте себе людей того времени, которые не понимали, каким образом Тесла управляет лодкой, приказывая ей плыть в то или иное место. Кроме слова «магия» здесь сложно что-то было подобрать для обывателя того времени.

Хотя газетчики того времени сразу начали называть изобретение Теслы «радиоуправляемой торпедой» (видимо, из-за того, что в то время Томас Эдисон пытался изобрести подобную торпеду и продать военным), сам же Тесла не нацеливался на войну. В 1900 году журнал Centure взял интервью у изобретателя, где тот сообщил, что целью его изобретения является попытка создать «искусственный интеллект», так как современные автоматы попросту заимствуют разум человека и откликаются только на его приказы. Тесла полагал, что однажды люди сумеют создать машину со своим собственным разумом. Что же, спустя более чем 100 лет мы пока можем утверждать, что такой машины мы не создали.

Позже во время Второй мировой войны нацисты догадаются использовать радиоуправления для создания дистанционно управляемых танков.

Рекомендуем также интересную статью про современные российские разработки в области боевой робототехники.

Безлопастная турбина Теслы

Турбина Теслы из музея

Эту турбину Тесла запатентовал в 1913 году. Изобретение турбины без лопастей по сути было вынужденным, так как для изготовления турбины с лопастями не было подходящих технологий, да и аэродинамическая теория ещё не была создана, поэтому Тесла решил использовать эффект пограничного слоя, а не давление вещества на лопатки, как сейчас широко распространено в традиционных турбинах.

Устройство турбины Теслы

Часто можно встретить утверждения, что КПД его турбины может теоретически достигать 95%, но на практике на заводах Вестингауза такая турбина показала КПД в районе 20%. Хотя позже различные модификации турбины другими изобретателями доводили КПД до 40% и более.

Путь жидкости в турбине Теслы

Очень хорошо принципы работы турбины Тесла на английском языке объяснены в этом видео:

По состоянию на 2016 год турбина Теслы так и не нашла широкого коммерческого использования с момента своего изобретения. Пока что ей удалось найти узкое применение в насосах. Связано это в первую очередь с тем, что диски внутри турбины сильно деформируются во время работы и это сказывается на общей эффективности применения турбины. Хотя сейчас продолжаются технологические поиски, чтобы решить все возникающие проблемы. Сравнительно недавно вопрос о деформации дисков частично был решён с использованием новых материалов, таких как углеродное волокно.

Клапан Тесла

Труба с клапаном Теслы в разрезе

Данный клапан был изобретён Теслой в 1920 году и почему-то многие даже не слышали об этом интересном изобретении. Суть в том, что этот однонаправленный клапан не имеет подвижных частей. Затор в клапане создаётся за счёт того, что основной поток ветвится и его ответвления направляются обратно, что постепенно замедляет основной поток.

Когда газ или жидкость течёт в прямом направлении, они слегка отклоняют и текут как бы по зигзагу, но не находя большого сопротивления. Можете посмотреть это на видео ниже, где для наглядности в поток добавлены шарики:

Однако, когда поток течёт в обратном направлении, то он ветвится таким образом, что ответвлённый поток направляется против основного, что вызывает сопротивление. И так повторяется на каждом ответвлении, из-за чего поток останавливается. Этот принцип вы можете наблюдать на видео ниже:

Конечно, нужно понимать, что данный клапан не предназначен для того, чтобы быть пробкой для бутылки или что-то в этом роде, так как он плохо работает при низком давлении потока. Однако, стоит начать использовать высокое давление, как соотношение давления между основным и ответвлённым потоком выравниваются.

Тесла изобрёл клапан, когда разрабатывал бесступенчатую турбину. Но так оказалось, что клапан стал самостоятельным изобретением, так как Тесла понял, что турбина лучше взаимодействует с ламинарным потоком, а клапан лучше работает с импульсным.

ПРОДОЛЖЕНИЕ СЛЕДУЕТ …

от Н. Тесла до наших дней.

История создания Дискового насоса: от Н. Тесла до наших дней.

Первый "дисковый насосный механизм" Саржента.

Возникновение концепции дискового насоса относится к 1850 году. Насос был изобретен в Соединенных Штатах Саржентом, который, взяв набор из 29 параллельных дисков, располагающихся с интервалом в несколько тысячных дюйма, поместил их в оболочку из металличекой полосы и проделал в этой полосе множество отверстий, позволяющих жидкости проникать в конструкцию и выходить из нее.

Это был первый пример насоса, действующего, исключительно, на основе принципа пограничного слоя / вязкостного сопротивления. Хотя, что касается перекачивания, то шло оно с небольшим успехом.

Фрикционный насос Тесла (Турбина Тесла)

Дальнейшее развитие идее дал изобретатель Никола Тесла -американец сербского происхождения. Примерно, в 1908 году он убрал металлическую полосу, располагавшуюся вокруг дисков, сохранив небольшое расстояние между дисками. И тем самым несколько улучшив производительность насоса. Тесла настаивал на сохранении очень небольшого интервала между дисками, полагая, что если бы диски располагались слишком далеко друг от друга, то в определенный момент насос перестал бы качать. Это упорство в сохранении очень узкого промежутка между дисками значительно ограничивало возможности насоса по перекачке невязких жидкостей, которая происходила очень неэффективно. Так что идея насосного механизма, основанного на дисках была почти забыта. Наиболее известное воплощение принципа: турбина Тесла - патент Тесла #1,061,206 который был подан в 1909 и принят в 1913.

Discpaс с плоскими дисками

Затем, в 70-е годы нашего столетия, Макс Гурт (Max Gurth)- изобретатель из южной Калифорнии вновь обратился к этой концепции. Он обнаружил, что интервал между дисками может быть увеличен вплоть до 500 мм и, вопреки ожиданиям занимающихся насосами экспертов-теоретиков, при этих расстояниях принцип пограничного слоя / вязкостного сопротивления все еще был применим. Более того, поток оставался свободным от пульсаций и ламинарным. Одним из из наиболее интересных открытий изобретателя стало то , что в отличие от других насосов, дисковый насос стал более эффективен при повышенной вязкости, превосходя эффективность аналогичных по размеру центробежных насосов при вязкостях жидкости выше, чем 250 cPs.

Оригинальная конструкция механизма Discpac была запатентована в 1982 году. Она может состоять из двадцати дисков, отстоящих друг от друга на расстоянии от 203 мм до 508 мм.

Высоконапорная конструкция Discpac

В 1988 году было разработано и запатентовано второе поколение механизма Discpac, получившее название “высоконапорная конструкция” (high head Discpac). Она оказалась лучше приспособлена, чем плоские диски, к работе с сильно абразивными жидкостями, насыщенными воздухом жидкостями и к работе в изменяющихся условиях перекачки- таких, как значительные или резкие изменения скорости потока.

Принцип турбины Теслы - Возобновляемый

Никола Тесла стал одним из самых узнаваемых изобретателей 19-го и 20-го веков. Более 120 проприетарных решений только показывают, насколько изобретательной была Тесла. Одно из его открытий — дисковая турбина, известная как турбина Теслы.

Изобретение в конечном итоге выполняет работу обычной турбины. Никола Тесла решил использовать в конструкции несколько явлений, в основном явление адгезии, и использовал его для соединения поверхностных слоев пластин.Диски, расположенные параллельно друг другу, не соприкасаются друг с другом напрямую, они отстоят друг от друга примерно на полмиллиметра. В это пространство перекачивается жидкость или газ, что позволяет им вращаться за счет специально созданной циркуляции среды.

ПРОСТАЯ ТУРБИНА TESLA

Как видите, устройство несложное, а простые решения, примененные в его конструкции, обеспечивают долгую и безотказную работу. Следует позаботиться о том, чтобы обеспечить надлежащую циркуляцию жидкости или газа в турбине.

Двигатель внутреннего сгорания, изобретенный Николой Теслой, работает с турбиной Теслы, которая является его частью. Это не единственный тип турбины, вышедший из мастерской сербского американца. В то время, когда он жил, многие его изобретения подвергались критике со стороны тогдашнего общества - сегодня мы знаем, каким великим умом был Никола Тесла. Многие его конструкции считались невозможными, в том числе несколько типов турбин. Сама турбина нашла свое применение на флоте.Его устанавливали на подводных лодках.

ТУРБИНА ПЕРЕМЕННОГО ТОКА

Турбина Тесла является одним из примеров использования переменного тока. Никола, в отличие от многих ученых своего времени, смог произвести его своими приборами. Он очень интересно использовал переменный ток, создавая новые модели турбин и других устройств. Хорошо продуманный метод использования адгезии позволил изобрести очень эффективную турбину, которую многие люди с успехом изготовили в домашних условиях, используя простейшие инструменты.Сегодня такую ​​турбину можно использовать в стоматологическом оборудовании, а точнее в устройствах для сверления зубов - быстрое вращение достигается с помощью сжатого воздуха.

.

Самоуправляемый двигатель Tesla — «Нексус» — непредвзятое письмо

Автоматический двигатель Тесла

Статья была впервые опубликована на польском языке в выходящем два раза в месяц Nexus , выпуск 21 (1/2002)
Первоначальное название: «Самодействующий» двигатель Tesla.

Питер А. Линдеманн

Copyright © 1995/2002

В июне 1900 года Никола Тесла опубликовал в журнале Century Illustrated Magazine статью под названием «Проблема увеличения энергии человека».Никогда прежде не было диссертации о методах получения полезной энергии из окружающей среды, которая была бы настолько всеобъемлющей и доказывала бы его совершенное знание предмета. В оригинальном издании эта статья занимает 31 страницу. Обсудив все известные и использовавшиеся в то время способы получения энергии, Тесла переходит к вопросу об «отступлении от известных способов — возможности построения «самодействующего двигателя» — идеального способа получения моторной энергии».

На страницах 200–204 оригинального журнала Century Illustrated Magazine Тесла излагает свои идеи.Следующие цитаты взяты из этой части статьи.

Никола Тесла (1856-1943)

Обзор различных способов использования энергии центра убедил меня... в том, что для того, чтобы прийти к практическим решениям, необходимо радикально отойти от методов, известных сегодня. Ветряная мельница, солнечный двигатель и тепловой двигатель земли ограничены количеством доступной энергии. Должны быть открыты новые способы доступа к большему количеству энергии.

... проблема заключалась в открытии какого-то нового метода, позволяющего использовать больше тепловой энергии в среде, а также получать больше энергии из того же количества среды.

Я тщетно пытался сформулировать какую-либо идею как можно полнее, когда читал некоторые теоремы Карно и лорда Кельвина, которые практически так много значат, что неодушевленный механизм или автомат не могут охладить какую-либо часть среды. ниже температуры окружающей среды и работают на полученном при этом тепле.Меня очень заинтересовали эти утверждения. Несомненно, живые организмы могли бы сделать именно это, и мой опыт последних лет... убедил меня в том, что живой организм — это всего лишь автомат, или, другими словами, «самодействующий двигатель». Так что я пришел к выводу, что можно сконструировать устройство, которое будет работать так же.

Я предполагаю, что чрезвычайно низкая температура могла бы поддерживаться каким-то процессом в данном пространстве - тогда окружающая среда была бы вынуждена отдавать тепло, которое можно было бы преобразовать в механическую или другую форму энергии и использовать.Реализуя такую ​​идею, мы должны быть в состоянии обеспечить непрерывную подачу энергии днем ​​и ночью в любую точку нашего земного шара.

Более внимательное рассмотрение основных принципов [физики], связанных с этим вопросом, и соответствующие расчеты показали, что эффект, которого я хотел добиться, не мог быть получен при практическом использовании обычных устройств, как я первоначально ожидал. Затем это привело меня к исследованию определенного типа двигателя, который в целом можно описать как «турбина», что, на первый взгляд, дает мне больше шансов реализовать мою идею.

... я пришел к выводу, что если бы этот конкретный тип двигателя можно было довести до высокой степени совершенства, план, который я изложил, был бы осуществим. Вот я и решил приступить к постройке такой турбины, имея в виду, прежде всего, высочайший КПД (экономичность) преобразования тепловой энергии в механическую.

[Начало 1895 г.] Доктор Карл Линде сообщил, что воздух конденсируется в процессе самоохлаждения, тем самым доказав, что это можно сделать, охладив его до точки, где воздух начал конденсироваться.Это было единственное экспериментальное доказательство, которое я все еще ожидал показать, что вы можете получать энергию из среды тем способом, который я рассматривал.

Многое еще предстоит сделать в этом предприятии, над которым я так долго работал. Некоторые механические детали еще нуждаются в доработке, и некоторые трудности другого характера необходимо преодолеть, и я не могу рассчитывать построить автономную машину, которая будет черпать энергию из окружающей среды в течение длительного времени, даже если мои ожидания материализуются.

Идея

Теслы была радикальной. Разработайте машину, работающую от тепла окружающего воздуха, которая одновременно производит механическую энергию и охлаждается. Он назвал это «идеальным способом получить больше движущей силы». Такая машина сможет производить полезную энергию в любое время дня и ночи, в любой точке Земли, черпая энергию из огромных тепловых ресурсов земной атмосферы. Он много лет работал над достижением своей цели и был абсолютно убежден, основываясь на своей почти непогрешимой логике, что эта цель достижима.

Насколько мне известно, Тесла так и не завершил это изобретение. Но его новаторские усилия четко обозначили идею, а также указали на большинство технических проблем, которые необходимо было решить.

Меня поражает, что при всем внимании, уделяемом Николе Тесле в последние годы, я ни разу не слышал ни малейшего упоминания об этом аспекте его творчества. Целые тома написаны об устройствах, работающих на так называемой «свободной» или «свободной энергии», и их потенциальные изобретатели тщетно ищут вездесущий, неисчерпаемый источник энергии, который могли бы обрабатывать их машины.Впечатляющие теории указывают на «тахионы», «нулевые точки» и «магнетизм» как на источники, из которых можно получить энергию. В то время как будущие исследования могут доказать, что эти источники могут оказаться полезными, удивительно, что наиболее доступным, нетронутым источником готовой к использованию энергии — атмосферным теплом — почти полностью пренебрегают.

Патентное бюро завалено сотнями «двигателей с постоянными магнитами», но, насколько мне известно, ни один из них не работает. Тесла кратко отвергает эти идеи: «Мы можем даже найти способы использовать такие силы, как магнетизм и гравитация, для приведения в движение машин без каких-либо других средств.Такие реализации, хотя и крайне маловероятны, не невозможны». Оставив дверь открытой, Тесла считает эту область исследований достойной лишь небольшого упоминания. Затем он тратит четыре страницы на обсуждение своих усилий по использованию температуры окружающей среды в качестве источника энергии.

.90 000 Реактивные турбины

В апрельском номере «Młedego Technika» 4/2018 была опубликована статья о турбине без лопастей, изобретенной Николой Теслой. На этот раз мы опишем постройку еще нескольких оригинальных и простых моделей турбин, которые несложно построить дома, используя повседневные предметы и материалы. Их действие основано на остроумном использовании явления отдачи, часто встречающегося в природе и очень важного в связи с многочисленными приложениями в технике.

Рис. 1. Внешний вид современной реконструкции турбины Герона (источник: Katie Crisall)

Интересно, что начало истории этих турбин можно увидеть почти две тысячи лет назад, т.е. в начале нашей эры. Именно тогда работал конструктор первого из них — греческий математик, физик и изобретатель, известный как Герон Александрийский . Точные даты его рождения и смерти до сих пор не установлены, но жил он, скорее всего, в 10-70 годах нашей эры.е. Именно ему мы обязаны, среди прочего известная формула поля треугольника, изобретение ветряного колеса, фонтана, ветряных органов и метательных машин, использовавшихся в древней войне. Герон построил и первую в истории техники тепловую машину - все особенности такой машины показала сконструированная им турбина, называемая иногда по-польски шар или Бастион Герона , а по-гречески aeolipile ( фото 1 ).

Турбина Герона состояла из сферического сосуда, с которым соединялись две трубы.Начальные участки трубок были направлены перпендикулярно поверхности шара, а концевые участки отогнуты под прямым углом в противоположные стороны. Это означает, что выходы трубок касались поверхности шара. Причем обе трубки крепились к шару с противоположных его сторон, в одной плоскости. Шарик мог вращаться вокруг состоящей из двух частей горизонтальной оси, проходящей через вершины двух опор, расположенных по обе стороны от шара. Кронштейны и ось представляли собой согнутые под прямым углом отрезки трубы, нижние концы которых заделывались в крышку котла, расположенного под шаром.Под котлом находился очаг.

Немного теории и истории

Чтобы запустить турбину Герона, нужно было налить воду в котел и разжечь под ним огонь. Через некоторое время вода начала кипеть. Интенсивно образующийся водяной пар затем проходил через опоры и ось, затем заполнял шар и вытекал из труб. Поскольку направление потока пара в трубах менялось, трубы должны были воздействовать на трубы силой, чтобы изменить направление.Эта сила была направлена ​​в сторону истечения паровых струй. Согласно третьему закону Ньютона , , пара также действовала на каждую трубку с силой реакции той же величины, но противоположной. Эти силы приложены на некотором расстоянии от оси вращения шара и перпендикулярно его радиусу, поэтому их момент отличен от нуля. Этот момент заставлял трубки вращаться вместе с шариком в направлении, противоположном изгибу трубок и выходу пара. Короче говоря, можно сказать, что вращение шара происходило в результате явления отдачи, вызванного истечением паровых струй из изогнутых трубок.

Работу турбины Герона также можно объяснить с помощью сохранения углового момента . Стоит, однако, отметить, что его нельзя корректно объяснить с помощью принципа сохранения количества движения, как, например, в случае двигателей самолетов или ракет. Этому есть две причины. Во-первых, сумма количества движения обеих струй пара равна нулю, а во-вторых, шар является твердым телом и для описания его поведения следует использовать величины, характеризующие вращательное движение.

Выше упоминалось, что турбина Герона была также, вероятно, первой тепловой машиной в истории техники. Кратко объясним, почему. Кинетическая энергия вращения шара была получена за счет кинетической энергии паровых струй. Пар приобрел эту энергию в результате повышения температуры воды. Это, в свою очередь, происходило за счет подвода тепла, имевшего место при сгорании топлива под шаром. Таким образом, турбина Герона преобразовывала внутреннюю энергию топлива через теплоту в механическую энергию, что является характерной чертой тепловых двигателей.

Фото 2. Модифицированная версия турбины Герона, известная как струйная паровая мельница (www.technique.pl)

В 1970-х годах фабрики по производству научной помощи производили так называемые паровая струйная мельница , которая представляла собой модифицированную версию турбины Герона ( рис. 2 ). Он представлял собой закрытый дискообразный сосуд из довольно толстого латунного листа. Из верха сосуда торчали две тонкие трубки, направленные так же, как и в турбине Герона.Вместо того, чтобы сгибать трубки, их заделывали на концах и в их боковой поверхности проделывали небольшие отверстия. В верхней части сосуда также имелось отверстие с коническим краем, предназначенное для наливания воды. Сосуд имел углубление на дне, служившее опорой. Это углубление включало конический наконечник, прикрепленный к зажиму С-образной формы, отверстие в сосуде закрывалось гайкой, ввернутой в верхнюю часть зажима. В результате сосуд мог свободно вращаться в гнезде вокруг своей вертикальной оси. Зажим был снабжен стаканом, расположенным под сосудом и предназначенным для заливки денатурата.Для того чтобы кофемолка начала работать, нужно было налить в сосуд воду, поместить его в зажим и закрутить гайку. В чашу заливали денатурат и поджигали. Нагретая в сосуде вода превращалась в пар, который, вытекая из отверстий в трубках, приводил в действие мельницу, как и ранее описанная турбина Герона.

Возможно, экземпляр этого прибора пережил последовательные реформы системы образования, планомерно проводимые в нашей стране, и его можно будет найти в школьном физлаборатории.

Шлифовальный станок Segner

Другим примером реактивной турбины является измельчитель Segner . Его конструктором был немецкий физик, ботаник и астроном венгерского происхождения Иоганн Андреас Зегнер , живший в 1704-1777 годах. Такую мельницу также выпускали в Польше на заводах по оказанию медицинской помощи около тридцати лет назад. Производится за границей и по сей день.

Измельчитель Segner состоит из широкой вертикальной трубы, закрытой снизу плоским дном.К этой трубке подсоединены четыре тонкие трубки чуть выше ее дна, расположенные радиально на 90 на и также закрытые на концах. На конце каждой трубки делается небольшое отверстие. Все отверстия находятся на одной стороне трубок, например, сверху справа. Широкая труба имеет на концах короткие стержни, помещенные в подшипники, позволяющие ей вращаться вокруг вертикальной оси. Все это было помещено в широкий цилиндрический сосуд, окружавший нижнюю часть трубы.

Когда воду наливают в широкую трубу через открытый ее верхний конец, то под действием гидростатического давления она будет вытекать через отверстия в тонких трубах.Нетрудно догадаться, что струи проточной воды в мельнице Сегнера выполняют ту же функцию, что и струи пара в турбине Герона. Объяснение принципа действия этого устройства очень похоже на то, что было дано ранее. Отличие состоит в том, что кинетическая энергия вращательного движения здесь получается за счет уменьшения потенциальной гравитационной энергии воды, изначально содержащейся в широкой трубе. Когда из этой трубы вся вода перетечет в сосуд — а мы хотим, чтобы кофемолка продолжала работать, остается только снять сосуд и перелить воду в широкую трубу.Кофемолку Segner можно рассматривать как тип водяной турбины с собственной подачей воды, расположенной внутри ее ротора.

Гидротурбина

Рис. 1. Водометная турбина: а) общий вид: 1 - пластиковая бутылка для напитков,
2 - питьевая трубка (соломинка), 3 - вода, 4 - нижняя резьба, 5 - верхняя резьба, 6 - струя воды; б) детали конструкции вертлюга: 1 - соединитель, 2 - шарик, 3 - крючок нижний, 4 - крючок верхний, 5 - конец нижней нити, 6 - конец верхней нити.

Теперь перейдем к экспериментам с самодельными инструментами. Первой будет реактивная турбина, изготовленная из пластиковой бутылки из-под напитков объемом 1,5-2 литра ( рис. 1а ). Для этого в горлышке бутылки делаем два отверстия по диаметру, продеваем в них крепкую нить и завязываем ее конец, образуя небольшой равнобедренный треугольник. Возле дна бутылки делаем два отверстия диаметром, позволяющим вставить трубочку для питья, т.н.соломинки или другие тонкие трубочки. Эти отверстия также должны быть по диаметру бутылки.

Соломинки должны содержать гофрированные участки, т.н. локти, что позволит их легко сгибать. Места соединения соломинок с бутылкой заклеивают силиконом или клеем Poxipol. Согните внешние концы соломинок в противоположных направлениях. На места изгиба также наносим силикон или клей, который поможет зафиксировать форму соломинки.

Используйте свободный конец нити, чтобы повесить бутылку. Бутылку лучше всего повесить над широкой пластиковой миской или в ванной над ванной – или над лужайкой на участке или в саду.Наполните бутылку водой и наблюдайте за ее поведением. Вода, вытекающая из бутылки, заставляет ее вращаться за счет явления отдачи. Как уже было сказано, все понятно. Однако в работе этого простейшего варианта реактивной турбины будет сюрприз. Несмотря на вытекающую воду, бутылка с определенной точки будет вращаться медленнее, остановится и начнет вращаться в обратную сторону. Почему?

Причина - нить, которая закручивается при вращении бутылки.Возрастающая сила пружины скрученной нити тормозит движение бутылки, и в какой-то момент ее величина становится больше величины силы отдачи и бутылка начинает поворачиваться в обратную сторону. Чтобы этого не произошло, подвесьте бутылку не прямо на нитку, а с помощью хитроумной штуки, называемой карабином или карабином. Детали конструкции этого элемента показаны на рис. 1b . Внутри муфты находится небольшой шарик, который может вращаться с небольшим трением. Таким образом, вращение нижнего крючка, соединенного с одной нитью, не приводит к вращению шара и верхнего крючка, соединенного с другой нитью.В этой ситуации обе нити остаются нескрученными.

Вертлюги используются, в частности, в рыболовами и моряками для предотвращения скручивания лески и лески. Для наших целей достаточно очень маленького вертлюга. Важно, чтобы он показал как можно меньше трения. Кроме того, вертлюг должен располагаться чуть выше горлышка бутылки.

Паровая турбина

Чтобы построить эту турбину, мы будем использовать стеклянную пробирку диаметром около 2 см. Вверху его следует закрыть заглушкой, в которой просверлены два отверстия.К каждому из этих отверстий прикладываем согнутую вдвое под прямым углом трубку диаметром 2-3 мм, желательно металлическую. Внешние концы труб должны быть обращены в противоположные стороны и находиться заподлицо. Использованные стержни для ручек можно использовать в качестве тюбиков. Места прохождения труб через заглушку герметизируются силиконом.

В пробку также вставляем крючок с ушком, согнутый из куска проволоки, например, скрепки, на который будет подвешиваться пробирка. В связи с уже рассмотренным в предыдущей части статьи, подвес выполнен на двух отрезках нити, разделенных вертлюжком.

Для запуска турбины налейте в пробирку воду и плотно закройте ее пробкой. Поместите зажженную свечу или грелку под дно пробирки. Когда вода нагревается до достаточно высокой температуры, количество пара, выходящего через загнутые концы трубок, становится достаточным для того, чтобы заставить трубку вращаться. Эта турбина работает так же, как «пузырь» Герона, описанный в начале этой статьи.

Рис. 3. Внешний вид одной из

персональных реактивных турбин, сделанных

Турбина персональная

Рис.2. Пароструйная турбина: 1 - стеклянная пробирка, 2 - пробка, 3 - изогнутая трубка, 4 - крючок, 5 - вертлюг (карабин), 6 - нижний отрезок нити, 7 - верхний отрезок нити, 8 - вода, 9 - свеча или обогреватель.

Наконец, мы изготовим реактивную турбину с воздушным приводом ( рис. 3 ). Для этой цели мы будем использовать три питьевые трубки разного диаметра. Два из них должны иметь т.н. локти для легкого изгиба и близко друг к другу или одного диаметра. Отрежьте ножницами конец трубы наименьшего диаметра с изгибом по диагонали и вдавите его в конец другой трубы с чуть большим изгибом.Соединение обеих труб должно быть постоянным и герметичным. Если у нас есть трубы с коленом одинакового диаметра, мы также можем соединить их между собой — только для этого слегка сжать в радиальном направлении срезанный наискосок конец трубы. Другой конец трубы отрежьте коленом наименьшего диаметра по длине около 1 см с обеих сторон. Надеваем на эту трубку рукав, полученный путем отрезания от трубки наибольшего диаметра куска длиной около 2 см. Эта втулка должна свободно вращаться на трубе с наименьшим диаметром.Отрезанный конец этой трубки загибаем наружу так, чтобы обе ее половинки удерживались в таком положении и не допускали соскальзывания втулки. Каждую трубочку сгибаем под прямым углом в перпендикулярных плоскостях, используя колена. В конечном итоге турбина должна принять форму, показанную на рис. 3 и рис. 4 . Поскольку отводы труб имеют тенденцию к самовыпрямлению труб, для фиксации этой формы их можно покрыть силиконом или клеем Poxipol при изгибе под прямым углом.

Чтобы проверить эту турбину, обхватите губами втулку и сильно подуйте на надрезанный конец трубки ( рис. 4 ). Воздух, выходящий из открытого конца трубы большего диаметра, заставит отдачу вращать обе трубы вертикально.

Таким образом, используя очень простые средства, мы провели впечатляющий эксперимент. Вероятно, он поразит многих зрителей и захочет повторить. Следует, однако, помнить, что по причинам, назовем это элегантно, «санитарно-эпидемиологическим», эта турбина предназначена только для личного пользования.Желающие провести эксперимент должны собрать собственную копию, что займет у них буквально несколько минут. Достаточно подготовить несколько соломинок и ножницы.

Это было раньше времени

Турбина Герона не использовалась для привода какой-либо машины. У него было очень мало мощности и эффективности. К тому же это изобретение появилось в то время, когда в двигательной установке преобладала сила мускулов животных и человека - ведь существовало рабство. Машин и устройств для движения тогда тоже было немного, и никто не думал использовать для этой цели пар.Короче говоря, изобретение опередило свое время и осталось технической диковинкой.

Сегодня конструктивные решения, очень похожие на турбину Герона, можно найти в разбрызгивателях для газонов, различных типах разбрызгивателей, например, для красок, а также разбрызгивателях, которые все чаще используются в сельском хозяйстве. Впечатляющие эффекты явления отдачи можно также наблюдать, когда мы слишком быстро открываем кран, к которому будет подсоединен лежащий на земле садовый шланг, развернутый по кривой. Тогда у нас будет возможность узнать об элементах хаотических явлений на практике.Только не забудьте сохранить безопасное расстояние между наблюдателем и открытым концом змеи...

Рис. 3. Индивидуальная реактивная турбина: 1 - более тонкая трубка, 2 - скошенный конец более тонкой трубки, 3 - выемка и загнутый конец более тонкой трубки, 4 - более толстая трубка, 5 - втулка.

Рис. 4. Как пользоваться персональной турбиной

.90 000 7 из 90 001 самых удивительных ветряных турбин

Ветряк - первая ассоциация - аскетичный ветряк, медленно работающий среди зеленых полей. Разработан настолько идеально, что прекрасен в своей простоте. Однако мир ветряных турбин намного разнообразнее. Интересно, даже неожиданно. От конструкций, напоминающих Око Сурона из «Властелина колец», до чудовищного кленового семени, кружащегося среди морских волн.

Летающие ветряки

Идея поднять ветряк высоко в воздух не нова и не особенно революционна.Есть готовые концепты и даже прототипы привязных летающих ветропарков. Обычно основывается на идее дирижабля. Однако оказывается, что есть решения намного проще, даже банальнее. Оказывается, небольшие привязные «самолеты» намного лучше используют энергию ветра.

Воздушная ветряная турбина Makani Power была одним из наиболее нетрадиционных прототипов, представленных на последнем саммите ARPA-E Energy Innovation Summit. Решение уже находится на стадии производства.

На первый взгляд устройство больше похоже на модель самолета, чем на электрогенератор. Ветер поднимается и толкает привязанный самолет. Энергия, собранная с лопастей, установленных на крыльях, передается на наземную станцию ​​по сетевому кабелю. Некоторые из нас помнят популярную игрушку для детей из позднего PRL, где у маленького самолета были вращающиеся крылья. Это был исключительно эффективный и простой в управлении воздушный змей. Идея Airborne очень похожа.

Решение Makani Power работает при более высоких скоростях ветра.Система наиболее эффективна при скорости ветра около 30 км/ч, достигая в два раза большей эффективности, чем классические ветряные турбины. Легкая конструкция дополнительно снижает затраты и позволяет увеличить выработку энергии.

Компания получила 5 миллионов долларов от специального фонда Google на внедрение технологии.

Плавающие ветряные турбины

Шведы разработали новую концепцию строительства морских ветряных электростанций. Проект Hexicon не только решает проблемы, традиционно возлагаемые на наземные локации, такие как проблема поиска подходящего места, силы и направления ветра, удаленности от зданий.Это также кажется рецептом снижения затрат на морские установки.

Идея шведской компании Hexicon основана на простом предположении. Поскольку в открытом море лучше всего ветры, строить следует как можно дальше от берега. При таком допущении лучше всего будут работать плавучие ветряные электростанции, объединенные в единую согласованную систему.

Визуализация, показанная на фотографии, показывает набор из 7 ветряных турбин, установленных на шестиугольной раме. В центре платформы находится блок управления аппаратом, расположенным на водяном ветропарке.Hexicon гарантирует, что конструкции их производства будут успешно служить до 60 лет при минимальном объеме обслуживания.

Мощность одних только ветряных турбин оценивается примерно в 40 мегаватт. Предусмотрена ситуация, при которой потребуется замена вентиляторов на аналогичные устройства другого типа, поэтому платформа не будет «устойчивой» в процессе эксплуатации даже к серьезным изменениям в оборудовании. Это одна из причин, по которой Hexicon хвалит свою новую концепцию и называет ее исключительно выгодной «одноразовой инвестицией» на многие годы.

Ветрогенераторы как неотъемлемая часть небоскребов
На юго-востоке Лондона есть замечательный экологичный небоскреб. 148-метровая башня Страта, также известная как «Бритва» или «Башня Саурона», оснащена 3 ветряными турбинами, размещенными на крыше, как неотъемлемая часть здания.
Это не первый небоскреб с ветряками, но первый соблазн установить их как часть фасада здания. Таким образом, Strata Tower может генерировать до 8% всей необходимой энергии.

Можно догадаться, что подобное решение в более низком корпусе не имело бы смысла. Между тем, Strata Tower возвышается над всем, что было воздвигнуто рукой человека, а на такой высоте порывы ветра достигают 50 км/ч, что, безусловно, достаточно для поддержания работы электрогенерирующих турбин.


Несомненно, это был вызов и при строительстве здания, и при проектировании фундамента колосса. Ветряные турбины, которые, как ожидается, будут производить 50 МВтч энергии в год, были оснащены 5 лопастями, что должно снизить уровень шума.Strata Tower также отвечает строгим экологическим требованиям, так как имеет естественную систему вентиляции и не имеет кондиционера.

Ветро-солнечные башни
Солнечные башни — это инновационный способ использования солнечной энергии для производства ... ветра и электричества.

В районах с очень сильным солнечным светом круглый год можно использовать солнечную энергию для создания потока нагретого воздуха в специально построенных градирнях.Солнечные коллекторы большого размера нагревают воздух, проходящий через высокую башню. Движущийся воздух приводит в движение турбины, турбины приводят в движение генераторы. Пилотная установка работала в Испании в 1980-х годах.

Реализуемый проект использует солнечное тепловое излучение, попадающее на прозрачную стеклянную крышу, и нагревает проходящий под ней воздух. Поднимающийся воздух приводит в действие турбины в основании башни, создавая вакуум, который втягивает холодный воздух в основание коллектора.Теплый воздух охлаждается в дымоходе башни и выходит наружу. Принцип работы максимально прост и эффективен.

Одна башня с достаточно большой площадью стеклянной крыши и высотой дымовой трубы способна генерировать до 200 МВт мощности благодаря 32 турбинам. Первая в мире коммерческая солнечная башня мощностью 200 МВт строится в Австралии.

Важнейшим преимуществом этого типа электростанции перед обычными электростанциями является полное отсутствие вредных химических соединений или парниковых газов.Стеклянный коллектор может использовать не только сфокусированный солнечный свет, но и рассеянный свет, в отличие от других крупных солнечных электростанций, которым требуется сфокусированный пучок света. Это очень важное преимущество, особенно в тропических странах, где небо часто бывает облачным. Коллектор накапливает энергию естественным образом. Поверхность земли под стеклянной крышей днем ​​поглощает часть энергии излучения, а ночью передает ее коллектору. Созданное таким образом накопление тепла означает, что солнечные башни могут обеспечивать энергией до 24 часов в сутки.Солнечные башни дешевы в производстве, потому что материалы для их строительства (бетон и стекло) можно достать практически где угодно. Побочными продуктами такой электростанции являются тепличные культуры и возможность получения воды из пара, сконденсировавшегося в градирне.

Ветряк будущего?
Группа энтузиастов говорит, что эпоха классических ветряных мельниц, которые сопровождали нас сотни лет, скоро закончится. Презентация возможностей инновационного решения Aerogenerator X Vertical Axis позволяет с оптимизмом смотреть на их мнение.

Самая большая проблема современных конструкций ветряных турбин — неустойчивость башни, которая увеличивается с высотой. Конструкция Windpower позволяет избежать этой проблемы, поскольку центр тяжести конструкции расположен близко к основанию турбины.

Принцип действия турбины аналогичен...падению семян клена. Лопасти турбины будут совершать спиральное движение, практически идентичное падающим с кленов «ветрякам». Возможности турбины впечатляют. Он будет вращаться со скоростью 20 раз в минуту, производя тем самым 10 мегаватт в час.Конструкторы предполагали, что новая турбина будет производить в три раза больше энергии, чем традиционная турбина того же размера.

Первая турбина нового поколения должна быть готова в 2014 году. По предположениям проекта, он должен быть размещен в море.

Портативный ветряк

Портативный ветряк, который будет заряжать аккумулятор вашего смартфона во время прогулки на природе, освещать палатку и даже готовить обед - мечта? Оказывается, скоро это может стать реальностью.Eolic — это мобильная, складная, компактная ветряная турбина.

Этот ручной электрогенератор можно с успехом использовать во время длительных поездок на природу и в местах, где трудно найти какой-либо источник энергии. Дизайн новой турбины создали Маркос Мадиа, Серхио Охаси и Хуан Мануэль Пантано. Установка оборудования очень проста и не требует опыта пользователя. После складывания отдельные элементы конструкции очень плотно сцепляются друг с другом, что обеспечивает отличную подвижность.Благодаря этому мы не потеряем ни одной необходимой детали, которая будет незаменима при эксплуатации турбины. Материалы, из которых изготовлен Eolic, — это в основном алюминий и углеродное волокно, что обеспечивает легкость и долговечность. Устройство имеет мощность 600 Вт. Его высота составляет примерно 3 метра, а максимальный размах лопастей — 1,5 метра.
Информация об этом интересном устройстве раскрывается общественности весьма поверхностно, жаль, ведь потенциально многих может заинтересовать новый генератор, который можно было бы использовать и для бытовых нужд.Трудно сказать, поступит ли продукт в продажу или останется только на стадии прототипа.

Ветродвигатель без лопастей

Наконец-то революция в ветроэнергетике - ветряк без лопастей - конструкция, которую никто не видел. На этом можно было бы и закончить эту статью, рассматривая такого рода новости как шутку, если бы не тот факт, что мировые СМИ написали об изобретении. Добавим, что и серьезные.

«Американская исследовательская организация Solar Aero Research создала ветряк, у которого нет лопастей.В результате он лишен важнейших недостатков классических ветряков, пропеллеры которых шумят, угрожают птицам и уродуют ландшафт» — конец цитаты. Но было ли чем заняться? Solar Aero Research специализируется на альтернативной энергетике. Она основала свою безлопастную ветряную турбину, как она утверждает, на одном из изобретений Теслы. Однако в нем не раскрывается, на чем именно основана работа этой инновационной турбины и в чем заключается изобретение гениального конструктора. Описание устройства под названием Fuller Wind Turbine, предоставленное этой американской организацией, лишь показывает, что оно имеет только один подвижный элемент, движимый ветром, который расположен в центре конструкции.Компания Solar Aero Research уже запатентовала свое изобретение.


По словам изобретателей, турбина проще в эксплуатации, чем обычные ветряные электростанции. Он может быть размещен прямо на земле и не требует мачты. Благодаря своей простой структуре она должна производить энергию достаточно дешево, чтобы конкурировать с угольными и газовыми электростанциями. Однако компания Solar Aero Research не сообщила, будут ли турбины этого типа сопоставимы с традиционными ветряными турбинами. Мы также ничего не знаем о сфере их применения.Видимо они тише. Мы с нетерпением ждем первого рабочего прототипа, который будет представлен более широкому кругу специалистов.


Это всего лишь семь готовых ветряков. Творчество изобретателей не знает границ и чуть ли не каждый день будут появляться все новые, интересные и, что немаловажно, зачастую очень эффективные конструкции.

Источник: www.energiawiatru.eu

.

Строительство гидроэлектростанции 9000 1

Строительство гидроэлектростанции

Гидроэлектростанция — это установка, преобразующая кинетическую энергию воды в электричество.

Плотина

Не требуется для всех типов гидроэлектростанций, но большинство гидроэлектростанций имеют плотины. Это сооружение, разделяющее долину реки и перегораживающее ее воды, может возводиться для различных целей: для создания рекреационного водоема, пруда для размножения, противопаводкового водоема, для обеспечения водой или для орошения сельскохозяйственных культур.Многие плотины предназначались для целей, отличных от производства электроэнергии, и позже к ним были добавлены гидроэлектростанции. Например, 80 000. плотин в США, из которых только 2400 используются для выработки электроэнергии.

Строятся земляные, бетонные и редко каменные плотины. Бетонные плотины наиболее распространены в Польше. Часть плотины включает переливы, которые регулируют поток воды, шлюзы, обеспечивающие судоходство, водопропускные трубы, позволяющие проходить плотам, и рыбоходы, позволяющие рыбе мигрировать вверх по реке.В настоящее время в Польше насчитывается более 30 плотин высотой более 200 м, но поскольку высокие плотины оказывают негативное воздействие на окружающую среду, от них все чаще отказываются в пользу плотин меньшего размера.
Не каждая гидроэлектростанция оборудована плотиной, но часть каждой соединена с генератором электроэнергии водяной турбиной.

Гидротурбина

Его также называют ротодинамическим водяным двигателем или гидротурбиной. Водяная турбина — это двигатель, преобразующий механическую энергию протекающей через него воды в полезную механическую работу.В зависимости от направления потока воды различают осевые, диагональные (косые), радиальные и тангенциальные гидротурбины, а по преобразованию энергии турбины делятся на действующие, перерабатывающие только кинетическую энергию воды, и реактивные, которые, кроме кинетической энергии, также преобразовывают энергию давления. Выбор правильной турбины зависит от высоты напора и количества воды, которой располагает установка.

Долевые турбины обычно используются на электростанциях с высоким напором, примером чего может служить редко встречающаяся в Польше электростанция с самой высокой головной болью, турбина Пельтона.Для более низких перепадов больше подходят реактивные турбины, например самая популярная и старейшая турбина Фрэнсиса, которая используется в электростанциях со средне-высоким напором (от нескольких до нескольких сотен метров) или оснащена подвижными лопастями, сложная турбина Каплана , используется для низких перепадов (до нескольких метров)).

Генератор

Водяная турбина преобразует кинетическую энергию в механическую, а генератор механической энергии, подключенный к турбине, вырабатывает, то есть вырабатывает, электричество.Работа генератора, также известного как генератор, основана на законе электромагнитной индукции, открытом в 1831 году британским ученым Майклом Фарадеем, который заметил, что электрический проводник, например медный провод, начинает течь по движущемуся проводнику. внутри электромагнитного поля. То же самое и в генераторе, в подвижной части которого, называемом ротором, находятся электрические провода, вращающиеся на железном каркасе, генерирующем сильное электромагнитное поле.Ротор приводится в движение турбиной, которая в свою очередь движется благодаря кинетической энергии падающей воды.

Линии электропередач

Электроэнергия, произведенная на электростанции, передается к месту приема по линиям электропередачи. Электричество, однако, не поступает в наши дома и на рабочие места напрямую с места производства, потому что напряжение иногда слишком низкое, чтобы его можно было эффективно передавать на большие расстояния. При передаче часть электрической энергии превращается в тепло и при этом теряется, причем потери тем больше, чем больше электрический заряд тока.Для минимизации потерь электроэнергии электроэнергия сначала направляется на трансформаторные подстанции, которые соответственно повышают ее напряжение. Поскольку мощность является результатом умножения напряжения на электрический заряд, а потери энергии связаны с нагрузкой, имеет смысл передавать ток с меньшим зарядом и более высоким напряжением. Однако такой ток непригоден для использования, и поэтому перед его распределением его напряжение должно быть соответствующим образом снижено в релейных станциях.

ВИКИПЕДИЯ

Гидроэлектростанция — это промышленная установка, преобразующая энергию капли воды в электрическую .

Гидроэлектростанции подразделяются на: «большие» и «малые», принимая, что малые ГЭС (сокращенно МЭВ) - это мощностью ниже 5 МВт. Это деление достаточно условное (в Скандинавии и Швейцарии лимит 2 МВт, а в США 15 МВт), но весьма важное, так как ОВФ классифицируются как нетрадиционные, возобновляемые и экологические источники энергии. С другой стороны, крупные гидроэлектростанции настолько широко распространены в мире (20% мирового производства электроэнергии), что их часто трактуют как обычный источник энергии, а высокая степень вмешательства в природную среду не позволяет многим исследователям называть крупную гидроэнергетику растения экологические.Эти сомнения не распространяются на 90 044 малых ГЭС 90 045, воздействие которых на окружающую среду незначительно.

Гидроэлектростанции можно разделить на рядные станции для выработки электроэнергии и гидроаккумулирующие станции , которые в основном используются для хранения электроэнергии, произведенной другими способами.

Первая гидроэлектростанция была построена в 1882 году по адресу Эпплтон (Висконсин) ( США ) на реке Фокс.Он снабжал энергией бумажную фабрику. Прошло два года после выставки, где Томас Эдисон впервые продемонстрировал публике производство электрического света.

Гидроэлектростанция - промышленная установка, задачей которой является выработка электроэнергии с помощью турбин, расположенных в производных каналах .

Гидроаккумулирующая электростанция - промышленная установка, задачей которой является преобразование электроэнергии в гравитационную энергию воды, перекачиваемой в верхний резервуар и обратный процесс.

В гидроаккумулирующей электростанции преобразует электрическую энергию в гравитационную потенциальную энергию путем перекачивания воды из нижнего резервуара в верхний в период превышения производства над спросом на электроэнергию (например, при ночью), а затем, в часы пик, происходит обратный процесс.

Экономика этих электростанций также основана на этом. Электроэнергия покупается в период, когда она наиболее дешевая, и доставляется в систему (продается) в период наибольшего спроса и по высокой цене.

Электростанция , вопреки своему названию, не вырабатывает всего электроэнергии , более того, много (почти 30%) электроэнергии при этом теряется. Это очень эффективная батарея с огромной емкостью.

Применение гидроаккумулирующих станций имеет смысл только в комплексе с электростанциями с периодическими излишками энергии из-за невозможности быстрой корректировки количества вырабатываемой электроэнергии под текущую потребность (особенно на тепловых электростанциях угольных).Избыточная мощность, которую необходимо сохранять ночью, была бы потеряна, если бы она не запасалась гидроаккумулирующими установками с потенциальной энергией воды. Альтернативой гидроаккумулятору является CAES .

Польские гидроаккумулирующие электростанции:

ТУРБИНЫ

Турбина водяная ( гидротурбина ) - водяной двигатель, преобразующий механическую энергию воды во вращательное движение с помощью ротора с лопастями.В основном используется на 90 044 гидроэлектростанциях для привода 90 044 генераторов . Включает: гидрокинетических двигателя ; расход двигателей .

Мы делим гидротурбины на:

90 145 90 146

акций

  • Турбина Pelton , в которой рабочее колесо с вогнутыми лопатками тангенциально питается струей воды из сопла; используется для больших капель.

  • реакция

  • Предшественником и моделью водяных турбин было водяное колесо .Первая турбина была построена Б. Фурнейроном в 1827 гг., но только последующие усовершенствования позволили использовать ее в промышленных масштабах. 1849 Турбина Фрэнсиса , 1880 Турбина Пелтона и 1912 Турбина Каплана .

    Первой гидроэлектростанцией в Польше была электростанция Струга на реке Слупя, введенная в эксплуатацию в 1896 . Он был оснащен турбиной Фрэнсиса мощностью 250 кВт.Кроме того, до Второй мировой войны Другие реки Pomerania были энергетически застроены: BRDA , WDA , Radunia , Słupia , upawa , WiRza и WiePrza . Большинство из этих устройств используются до сих пор.

    Турбина Pelton ( 1880 ) представляет собой эволюцию «распылителя», в котором лопасти расположены под углом 90 градусов к струе воды, а предшественником обоих является мельничное колесо .

    турбины системы Пельтона применяются для перепадов Н>500 м, в исключительных случаях конструктивно оправдано вместо турбин Фрэнсиса с Н=100м (при определенных условиях для турбин Фрэнсиса для коэффициентов скорости 2-40 очень длинные впускные каналы и большие проигрыши, тогда оправдано использование штанги Пелтона).

    Для повышения КПД турбины Пельтона вместо прямых лопаток используются специально профилированные лопатки в виде двух соединенных чаш (двух полукруглых сфер), на которых поток воды меняет направление гораздо более плавно.Турбины Пельтона имеют горизонтальный и вертикальный валы. Для горизонтальных валов макс. две форсунки выход (при большем количестве форсунок за счет столкновения струй от предыдущей форсунки мощность снижается) и с вертикальными валами до 6 форсунок.

    Турбина Фрэнсиса - Водяная турбина , разработанная Джеймсом Фрэнсисом . В турбине Фрэнсиса вода из верхнего резервуара протекает по всей окружности по направляющим аппаратам и затем разгоняется, после чего питает рабочий ротор .Пройдя по каналам между лопатками форсунки формы , вода с большой скоростью выходит из рабочего колеса и поступает во всасывающий патрубок. Этот процесс сопровождается гидродинамической реакцией, которая заставляет ротор двигаться в направлении, противоположном выходу воды.

    Турбина Каплана - Гидротурбина построена в 1921 Виктором Капланом .

    Турбина Каплана

    представляет собой вариант пропеллерной турбины , т.е. такой, лопасти которой имеют форму, аналогичную пропеллеру .Его отличие заключается в возможности изменения угла наклона лопастей во время работы, а в результате еще и регулирования получаемой мощности , и гораздо большего диапазона высокого КПД. Количество лопастей ротора от 3 до 10. Эта турбина используется для перепадов от 1,5 до 80 м - при больших перепадах имеет меньшее сопротивление кавитации . Максимальная мощность одной турбины (данные за 1995 ) составляет 130 90 044 МВт 90 045.

    Турбина Тесла ( дисковая турбина ) - частный случай турбины конструкции Никола Тесла , в которой используется явление прилипания для параллельного вращения, в малых - порядка 0,5 мм - расстояние между установочными пластинами, установленными на оси. Газ или жидкость вводят через патрубок , расположенный в плоскости вращения дисков между дисками. Диски имеют отверстия вокруг своей оси, через которые выходит газ или жидкость. Циркуляция среды спиральная, сужающаяся к центру.
    Турбина, благодаря простой конструкции и использованию силы сцепления пограничного слоя, а не сил трения, позволяет достичь высокого КПД при небольшом весе.

    Сама турбина является частью Tesla Engine - газотурбинного импульсного газового двигателя с клапанными проходами без движущихся частей, также производства Tesla.

    Канал клапана "Valvular Conduit" запатентован под № US1329559. Двигатель Tesla был запатентован под номером US1061206

    .

    Тесла построил несколько рабочих турбин, но в то время уже существовало сильное лобби классических поршневых двигателей, сопротивляющееся новым разработкам и сегодня. Поэтому идея не была оценена современниками и была торпедирована как изобретение абсурдным.

    Турбина Тесла использовалась, например, в атомных подводных лодках - с приводом от пара, быстроходных стоматологических бормашинах - с приводом от сжатого воздуха, в качестве высокопроизводительного жидкостного насоса - благодаря обратному потоку.

    Экспериментальные группы, например, Ассоциация производителей двигателей Tesla ( http://my.execpc.com/~teba/main.html ) Phoenix Turbine Builder ( http://www.phoenixnavigation.com/ptbc/home.htm ) строить и исследовать модели турбин.

    Двигатель Тесла ждет применения в автомобилестроении - гибридных автомобилях, что в связи с возможностью снабжения его практически любым топливом - спирт , бензин , керосин , газ и т.д.

    Принцип работы турбины Теслы является своего рода революцией в механике и гидродинамике .

    демпферы

    Плотина - барьер, разделяющий долину рек для запруды воды , обычно бетон или железобетон .

    Плотина может быть возведена для разных целей:

    Разница уровней воды выше и ниже по течению от плотины используется на 90 044 гидроэлектростанциях для выработки 90 044 электроэнергии . Обычно такие электростанции вырабатывают электроэнергию днем, когда потребность в ней наиболее высока, а ночью, используя избыточную мощность, пополняют запасы воды в водохранилище, перекачивая ее из резервуаров в основании плотины.

    Водохранилищем называют также искусственную водную преграду в виде затопленной или заболоченной местности, затрудняющую передвижение войск. Этот тип плотины создается путем разрушения: дамб, дамб , шлюзов и т.д.

    самые высокие плотины в Польше река плотина высота (м) плотины типа ввода в эксплуатацию Солина San 82 1968 1968 Pilchowice Beaver 69 камень и бетон 1912 CZORSZTYN Дунаец 60 земля 1997 Świnna Poręba Скава 50 земля, незаконченный Rożnów Дунаец 49 бетон 1941 Leśna Квиса 45 камень камень Lubachów Bystrzyca 44 камень 1917 Dobczyce Raba 41 земля и бетон 1986 Besko Вислок 38 бетон 1978 5 Bukówka Bukówka земля 1987

    Гидроэлектростанция — это ловушка, улавливающая часть энергии, выделяемой проточной водой.Послушный гравитации, он всегда пытается плыть ниже — физик сказал бы, что у него есть потенциальная энергия. Если вы поставите турбину на пути текущей воды, часть этой энергии можно будет захватить. Турбина, приводимая в движение водой, затем приводит в действие генератор, который вырабатывает электричество. Эта энергия поступает в дома через электросеть, например, для зажигания лампочки. Мощность электростанции зависит от объема протекающей воды и высоты, с которой она падает.

    Малые электростанции - мощностью менее 5 мегаватт - обычно являются русловыми электростанциями (это деление условно, т.к.в Скандинавии и Швейцарии малыми электростанциями называют те, что ниже 2 мегаватт, а в США - меньше 15). Вода там не скапливается в дополнительных резервуарах, а турбина и генератор расположены в русле реки. С другой стороны, гидроэлектростанции используют запруженную плотиной воду (кстати, они обеспечивают защиту от наводнений и регулируют сток, что выгодно для судоходства). Когда требуется больше электроэнергии, из резервуара высвобождается больше воды для увеличения производства энергии.

    Гидроаккумулирующие электростанции используют воду, собранную в два резервуара - верхний и нижний. Когда спрос на электроэнергию низкий (например, ночью), вода из нижнего резервуара перекачивается обратно наверх, чтобы сбрасывать ее в периоды наибольшего спроса. В Польше наиболее важными гидроэлектростанциями являются: Солина (она же плотина, вода поступает из рек Сан и Солинка), Чорштын-Недзица, а также во Влоцлавеке и Жарновце.

    Поток воды, а значит, и количество вырабатываемой электроэнергии регулируется шлюзами.Вода, двигая лопасти турбины, приводит в движение генератор. Это, в свою очередь, вырабатывает электроэнергию и отправляет ее в общественную сеть.


    Поисковик

    Похожие подстраницы:
    Строительство солнечной электростанции
    проект, Строительство, Строительство ветряной электростанции
    Строительство ветряной электростанции, ветряные электростанции
    Проект малой ГЭС
    Электроника 03, Механика и конструкция машин PWR MiBM, Семестр I, Физика, Задачи по физике
    Журнал законов 2008 г. № 90 ст. 548 Строительство новых электрогенерирующих мощностей
    открытое электро, Механика и проектирование машин PWR МиБМ, III семестр, электроника, Экзамен - вопросы, оп
    спр 2 - 1 , Механика и проектирование машин сем II, Электра
    Бумага Системное строительство Электроэнергетика, школа
    Доклады - Серия 1, Отчет 6.7 - Введение в строительство и измерения с помощью осциллографа, ГРУППА ШКОЛ
    02 Строительство линий электропередач
    Электроустановки в строительных конструкциях Выбрано требования к модернизируемым установкам или
    Конструкция электронной лампы id 94 Неизвестно (2)
    Электрокерамика, механика и машиностроение, PG, семестр 2, Материаловедение II
    CYK- CY ~ 3, Строительство энергоустановки: а) точки подключения; б) питание; в) Магистраль электропередач ГЛЗ
    КОНСТРУКЦИЯ И ПРИНЦИП РАБОТЫ РАСШИРИТЕЛЬНОГО ЭЛЕКТРОННОГО МИКРОСКОПА
    Электроустановки в строительных конструкциях Отдельные требования к модернизируемым установкам или
    Вопросы 2, Механика и машиностроение, VI семестр, Электрические и электронные устройства в автомобиле
    Аккумуляторная батарея зимой, электробезопасность и безопасность (1), конструкция и зарядка аккумуляторов

    еще похожие страницы

    .90 000 Никола Тесла силуэт | Технополис

    ТРАНСФОРМАТОР

    Никола Тесла. Мы даже не осознаем, насколько велико его влияние на облик сегодняшней электронной цивилизации.

    Старый изобретатель разговаривал с голубями на рассвете в Центральном парке и в Брайант-парке. По вечерам на верхний этаж отеля «Нью-Йоркер» слетались птицы, потому что Тесла всегда сдавал комнаты с видом на небо, чтобы увидеть грозы над Манхэттеном.«Среди них была одна красавица. Женский. Я любил ее, как мужчина любит женщину, и она любила меня, - сказал он. - Однажды ночью в окно влетел голубь и сел на письменный стол. Я понял, что он хотел сказать мне, что умирает. И тут из ее глаз исходил свет. Оно было ослепительным, более интенсивным, чем свечение самых мощных ламп в моей лаборатории».

    Джон О'Нил молча слушал своего друга (которого он помнил, как он помнил в «Блудном гении: Жизнь Николы Теслы»), и продолжал: «Когда она умерла, что-то ушло из моей жизни.До этого момента я был уверен, что завершу любой, даже самый амбициозный проект, но когда это дело ушло, я понял, что дело моей жизни уже сделано».

    Рядом с Томасом Эдисоном, величайшим изобретателем прошлого века, американцем сербского происхождения, планировалось прожить сто пятьдесят лет. Если бы это случилось, он бы умер не в 1943, а в 2006 году. Он оплакивал бы наш мир, но, по его мнению, это была бы прекрасная земля, населенная народами, подобными сообществу пчел, предпочитающих гармоничное сотрудничество, а не соревнование.Тесла считал, что благодаря его устройствам люди укротят Природу, обеспечив всеобщий и свободный доступ к знаниям и энергии. Что не будет войн.

    Освещение

    Тесла

    путешествовал во времени и пространстве с раннего возраста. Из-за необычного недуга он мечтал о посещении фантастических городов и стран. В автобиографической серии воспоминаний «Мои изобретения» (1919 г.), изданной журналом «Электроэкспериментатор», он писал: «Я жил там, встречался с людьми, заводил дружбу и знакомства, и, что может показаться невероятным, они были мне так же дороги, как и люди из нормальная жизнь».Он привозил из своих путешествий бесчисленное количество рисунков, которые прорабатывал до мельчайших деталей в собственном воображении и которые обычно не переносил на бумагу, потому что в этом не было надобности (к тому же он ненавидел рисовать, а если приходилось, то и рисовал диаграммы размером с почтовую марку). «Воплощение грубой идеи в жизнь, как это обычно делается, — это, я утверждаю, не более чем пустая трата энергии, денег и времени», — утверждал он. Тесла, кстати, страдающий обсессивно-компульсивным расстройством, заплатил высокую цену за это редкое умение.Обостренные до предела его чувства были источником мучений: звук вагона заставлял его тело дрожать, гудок проходящего вдалеке паровоза причинял физическую боль, а мигающий свет дробил череп.

    Самое важное открытие было сделано Теслой в 1882 году, когда он испытал, как описал это О'Нил, озарение. Весь космос в его бесчисленных вариациях, формах и проявлениях предстал перед ним как симфония переменных токов (самой главной их нотой был ток частотой 60 Гц, присутствующий сегодня в каждой из розеток).Просвещенный таким образом изобретатель «хотел сконструировать электрическую фисгармонию, производя колебания разной частоты, и надеялся, что, изучив впоследствии их свойства, он сможет понять основную тему космической симфонии».

    Двигатель переменного тока был побочным продуктом исследования теории электрической музыки сфер. И одно это изобретение доказывает, что Никола Тесла был великим изобретателем, потому что, если бы такое устройство (которое послужило еще и генератором) было изобретено кем-то другим через несколько десятилетий, цивилизации было бы гораздо труднее достичь нынешнего уровня технологического развития.Именно Тесла в 1895 году направил энергию Ниагарского водопада в турбины гидроэлектростанции, а затем, благодаря многофазным генераторам тока и трансформаторам собственной конструкции, для передачи электроэнергии в город Буффало, расположенный в 40 км. Система оказалась настолько эффективной, что мы до сих пор используем ее принципы. Но Теслу нужно помнить не только из-за его измеримых достижений, но и из-за планов, которые он не смог осуществить, а они у него были демиургические.

    Повелитель Грома

    Он был самим собой, когда пробудил дремлющие элементы электричества.Например, однажды ночью в июле 1899 года в Колорадо-Спрингс он замкнул цепь гигантского генератора, который должен был заставить Землю электрически резонировать. Странное голубоватое свечение окутало весь объект. О'Нил писал: «Внутри лаборатории все стреляло, как огненные иглы, серный запах озона и зловоние потрескивающих искр заполняли пространство, создавая непреодолимое впечатление, что ад вышел из-под контроля и ворвался в здание». А чертовски красивый Никола, мужчина ростом более двух метров (женщины молились о минуте его внимания), чьи резиновые сапоги сделали его ростом еще на несколько сантиметров, стоял в восторге и смотрел, как искры длиной в 40 метров стреляют в небо с лабораторной мачты.

    Результаты этого и других опытов убедили его в том, что, "закачивая" электричество в недра Земли, он приведет ее в такое состояние, что каждый ее обитатель с помощью портативного аппарата сможет регенерировать эту энергию - в любом месте и количестве; бесплатно и без кабеля. Великий земной осциллятор также должен был заставить человека овладеть атмосферой, а затем превратить пустыни в плодородные сельскохозяйственные угодья. Кроме того, линии телеграфа и телефона будут объединены в единую сеть, предсказал Тесла.В 1905 году он писал в «Электротехнике и инженере»: «Дешевое и простое устройство, которое каждый может поместить в карман, будет получать новости из мира или любого другого. Вся Земля превратится в один гигантский мозг».

    Тесла изобрел глобальную телекоммуникационную деревню во времена, когда еще не существовало радио (кстати, его правила были разработаны еще до Гульельмо Маркони). Но его видение было шире. Изобретатель стремился «получить полное господство над материальным миром и укротить силы природы для нужд человека».Если только человек сумеет использовать всю энергию, идущую от солнца, писал он в сочинении «Величайшее достижение человека», «по его желанию исчезнут старые миры и появятся новые, по его замыслу (...) Человек мог изменить размер планеты и направить ее на любой путь, ведущий через бездну мироздания. Он будет сталкивать планеты и производить звезды. Он мог инициировать и развивать жизнь в бесконечных формах». Как это ни парадоксально, Тесла приписывал почти сверхъестественные способности тому, что он называл «мясной машиной», которая автоматически реагировала на внешние раздражители; «Плавание в бурных водах Космоса», которое в результате банальных физических процессов, происходящих в мозгу, он осмеливается назвать свободой воли.

    Вне времени

    К сожалению, Тесла писал мало, и детали его теорий и впечатляющих (но обычно неповторимых) экспериментов остаются неясными. Кроме того, большинство из немногих заметок и бесчисленных изобретений, из которых он запатентовал лишь часть, были потеряны навсегда в результате пожара, охватившего его нью-йоркскую лабораторию в марте 1895 года. Сегодня даже неизвестно, какие из них существовали на самом деле, какие Тесла как раз имел в виду, а какие из последних были выражением нежной мифомании конструктора.Туман тайны окружает, например, карманный телегеодинамический осциллятор, «устройство настолько мощное, что может превратить Эмпайр-стейт-билдинг в груду щебня» (заявление Теслы, цитируемое American Mercury в 1959 г.). Не все изобретения могли оправдать возложенные на них надежды без противоречия применимым законам физики.

    Несомненно, однако, что Тесла, одаренный удивительным чутьем, предсказал, между прочим, существование космических лучей (позже это предположение было подтверждено Теодором Вульфом), искусственной радиоактивности (до Марии Кюри-Склодовской), электронного микроскопа (до того, как Эрнст Руска и Макс Кнолль сконструировали первый образец) и, как подобает гению, до Вильгельма Рентген он делал снимки, позже названные рентгеновскими лучами.Он также изобрел люминесцентную лампу и построил первые устройства, дистанционно управляемые с помощью радиоволн. Но он не был ученым. Он был дитя девятнадцатого века, вдохновенный романтик, который часто использовал красивую метафору поверх деталей теории. Все указывает на то, говорил он, что я всегда опережал свое время. Но двадцатый век должен был стать временем Альберта Эйнштейна и неинтуитивной квантовой физики, смысл которой Тесла часто ставил под сомнение.

    Он жил один, так как считал, что «изобретатель обладает такой сильной натурой, такой дикостью, такой страстью, что, отдаваясь женщине, он должен был бы отказаться от всего, кроме нее».Он даже должен был стать новым Прометеем. Неудивительно тогда, что после пожара, поглотившего большую часть его жизненных достижений, он решил сосредоточиться только на одном проекте, ведущем, по его мнению, к спасению человечества, — то есть на беспроводной передаче информации и энергия. Этот проект по своей сути был настолько трудоемким и дорогостоящим (фактически невозможным для реализации, но Тесла не мог знать об этом), что инвесторы, искавшие эксцентричного изобретателя несколькими годами ранее, теряли к нему терпение.Изобретатель описывал маловерных следующим образом: «Я не собираюсь удовлетворять тех ограниченных, завистливых личностей, которые пытаются помешать моим усилиям. Для меня они не более чем микробы какой-то отвратительной болезни. Мир не готов к моему проекту.

    Поскольку мир не был готов, Тесла отвернулся от мира. Время от времени он давал пищу СМИ - нервная реакция на известие о том, что ему предстоит разделить Нобелевскую премию с Эдисоном (у конкурента было такое же мнение, и в итоге ни один из этих великих изобретателей не получил), объявив о начале работы над страшным оружием с необъяснимым принципом действия, называемым «лучом смерти», которое должно было предотвращать войны (если бы оно было у каждой страны, нападение не имело бы смысла).Всего лишь процент от прибыли от продажи электроэнергии Ниагарской электростанции сделал бы его миллионером, но он не позаботился о своих интересах. А без денег, и больших их сумм, он не мог проводить исследования в масштабах, соизмеримых с его амбициями. Итак, за последние двадцать лет Тесла угасает, переезжая из плохих отелей в худшие, но все же помышляя о новых изобретениях. Пока однажды не прилетел голубь и не сказал старику, что работа окончена, что он может отдохнуть.

    Эпилог

    «Пока я не стал мужчиной, я не осознавал, что я изобретатель», — вспоминал Тесла.- В основном потому, что у меня был брат, необыкновенно талантливый; это было одно из тех редких психических явлений, которые биологические исследования не смогли обнаружить. Его преждевременная смерть привела моих родителей в отчаяние. Я был свидетелем этой трагической сцены, и хотя прошло много лет, картина не утратила своей силы». Биографы приводят как минимум две (отшельническая натура изобретателя определила загадочность его автобиографии и биографии) версии этого события: в первой, всем известной, двенадцатилетнему датчанину, старшему и более способному из двух братьев, умирает, упав с лошади; во втором, на смертном одре, брат сознается, что упал не с лошади, а с лестницы, с которой его сбросил Никола, - что последний всегда твердо отрицал.

    Картина Дейна преследовала Теслу-младшего еще по одной причине. «Его достижения затмили любые мои успехи», — вспоминал он в возрасте 63 лет. - Все, что я делал, заставляло родителей еще больше переживать потерю сына. Вот почему мне не хватало уверенности в себе».

    Кароль Ялоховский

    Текст опубликован в еженедельнике «Политика» (51-52/2006)

    .

    "ДОБРОЕ УТРО, ЛЕДИ ТЕСЛА"

    10 июля 1856 года в Смильяне, на территории современной Хорватии, родился великий инженер, автор почти 300 патентов, защитивших его 125 изобретений в 26 странах. Тесла был разработчиком многих устройств для производства и использования переменного тока, успешно конкурируя с Томасом Эдисоном, работавшим над свойствами и применением постоянного тока.

    Даже люди, не интересующиеся техническими идеями, пользуются преимуществами: электродвигателя и генератора переменного тока, велосипедной динамо-машины, радио и гидроэлектростанции (напр.у Ниагарского водопада) или солнечная батарея — тоже изобретения Теслы. Хотя лозунг автотрансформатор, дисковая турбина или трансформатор Тесла может сказать нам меньше, это «вехи» техники, сделанной Николой Теслой, создателем первых дистанционно управляемых радиоустройств, за что в 1916 году он был награжден медалью Эдисона» за выдающиеся достижения в ранних работах над многофазным током и током высокой частоты.

    РЕКЛАМА

    Но почему я пишу вам эту статью?

    В понедельник ранним утром 90 021 пять учащихся и два учителя 1-й средней школы при Школьном комплексе учреждений образования им.капитан хм. Анджей Ромоцкий «Морро», , отправляется в путешествие в Загреб в рамках проекта Erasmus+ «Изобретатели и новаторы – наше наследие и наше будущее».

    Во время обмена в рамках проектной деятельности они поедут в Смильян, где родился Тесла, посетят Музей его имени и Технический музей Теслы в Загребе.

    Эти молодые люди, уже второй год путешествуя за границу, расширяют свои знания и получают информацию о великих деятелях техники в мире.В течение учебного года они узнают, в частности, о достижениях польских изобретателей и новаторов, готовят о них мультимедийные презентации и плакаты, участвуют в семинарах по патентному праву и авторскому праву. Во время второго проектного обмена, на этот раз организованного в Загребе с 1 по 6 октября 2018 года, материалов на английском языке, разработанных ими материалов, будут представлены их сверстникам из школ-партнеров в Загребе, Стокгольме, Фрайбурге и Салониках. На этот раз их будет представлено:

    Казимеж Функ - основоположник науки о витаминах, который первым выделил витамин В и ввел термин витамин;

    Зигмунт Флоренти Врублевски - физик, пионер криогеники.В 1883 г. в Кракове вместе с К. Ольшевским сжижал воздух;

    Kazimierz Prószyński, пионер кино и кинематографии, который во время учебы в Бельгии создал свой первый плеограф - камера для записи и воспроизведения фильмов ;

    Стефан Джевецкий , чьи достижения включают регулятор паровых и гидравлических двигателей, автосцепка вагонов, регистратор скорости движения поездов, дромограф - прибор, автоматически прослеживающий курс парусного корабля (1873 г.), первое применение перископа, первая подводная лодка с батарейным питанием (1888 г.), пропеллер с регулируемыми лопастями, самолет с автоматическим стабилизирующим устройством или аэродинамическая труба;

    и

    Бронислав Малиновский , антрополог и социолог, заложивший основы теории функционализма и т.н.Британская социальная антропология ввела новый стиль полевой работы, который заключался в длительном и глубоком контакте с изучаемым сообществом вместо прежнего метода анализа текста.

    Ученики 2 класса LOa Виктория Беднарска, Александра Палус, Вероника Звежховска, Адам Дзеконьски и Давид Бола отправляются по обмену, а опекуны - г-жа Малгожата Блежень-Лах и Маржена Левандовска.

    Счастливого полета и много открытий и впечатлений,

    Координатор проектов желаний

    Моника Ягелло-Триф и дирекция школы

    Источник: Википедия

    .

    Смотрите также