Ich habe eine verrückte Idee für eine neue Vakuumpumpe und versuche herauszufinden, warum sie nicht funktionieren sollte. Ich bin daran interessiert, mehr über Tesla-Turbinen zu erfahren, insbesondere wenn sie umgekehrt als Kompressoren oder Vakuumpumpen verwendet werden. Es gibt eine Menge Hype um diese Dinge, aber ich habe nicht viele echte Daten darüber gefunden, wie gut sie als Vakuumpumpen funktionieren und welche Gleichungen ihr Design bestimmen. Die beste Referenz, die ich habe, ist diese Studie von 2008.
Diese Quelle scheint ziemlich gut zu sein, untersucht aber nur die Strömung bei atmosphärischem Druck und darüber und gibt Gleichungen für die Konstruktion von Scheibengebläsen vom Tesla-Typ an. Es ist mir unklar, ob diese Gleichungen bis hinunter zum Knudsen- und Molekularflussregime zutreffen. Wenn der Einlass abgedichtet wäre, würde er eindeutig ein (marginales) Vakuum erzeugen, wie es jede Kreiselpumpe tun würde. Aber was wäre die Grenze dieses Vakuums?
Das Design einer solchen Vakuumpumpe fühlt sich subjektiv sehr ähnlich an Molekularpumpen von Gaede und Holweck an. Würde eine Tesla-Pumpe bei ausreichend kleinem Scheibenabstand weiterhin effektiv im molekularen Strömungsregime pumpen? Könnte es sich bei ausreichend großem Schaufeldurchmesser auf atmosphärischen Druck stützen? Warum wurde das nicht schon früher versucht? (dh welches dumme Konzept vermisse ich in meinem Verständnis dieser Pumpen?)
Tesla patentierte eine mehrstufige Pumpe speziell als High-Flow-Hochvakuumpumpe, die hauptsächlich für die Verwendung mit Dampfkondensatoren vorgesehen ist, um alle Gase zu evakuieren, die von Packungsdichtungen oder ähnlichem in geschlossene Kreislaufsysteme gelangen, und um sehr hohe Vakuumgrade im Kondensator zu erreichen während Sie in der Lage sind, die Größe des Kondensators drastisch zu reduzieren oder die Leistung vorhandener Kondensatoren zu steigern. Probieren Sie es aus. Es unterscheidet sich vom ursprünglichen Patent. (Entschuldigung, ich weiß, dass dieser Beitrag ursprünglich schon eine Weile her ist, also hoffe ich, dass er immer noch hilft)
Je näher man dem Tiefvakuum kommt, desto weniger Arbeit muss die Pumpe leisten. Während technisch gesehen der Wirkungsgrad an diesem Punkt sinkt, verringert sich die tatsächliche Energie, die zum Aufrechterhalten des Vakuums erforderlich ist, da durch jede Stufe der Pumpe immer weniger Massenstrom fließt.
NIKOLA TESLA BRITISCHES PATENT 179,043 – VERBESSERTER PROZESS UND VORRICHTUNG ZUR HERSTELLUNG VON HOCHVAKUA https://teslauniverse.com/nikola-tesla/patents/british-patent-179043-improved-process-and-apparatus-production-high-vacua
Ich bin derzeit dabei, die mehrstufige Hochvakuumpumpe / den Kompressor zu reproduzieren, um einen Kompressor zu haben, der genug CFMs liefern kann, damit ich die Tesla-Turbinen, die ich jetzt mache, tatsächlich testen kann. Sehen Sie sich die Videos meines bisherigen Turbinenbaus auf meinem YouTube-Kanal www.YouTube.com/CharlieSolis anIch werde 0,3 mm bis 0,5 mm dicke Kohlefaserscheiben mit 150 mm Durchmesser und 0,25 mm Scheibenabstand verwenden. Diese Scheiben sollten in der Lage sein, bei 80.000–100.000 U/min sicher zu arbeiten, was sehr optimal ist, da die Kompressorleistung direkt proportional zum Quadrat der Umfangsgeschwindigkeit des Kompressors ist. Wenn ich mich richtig erinnere, ist das etwas in der Nähe von 800 m / s. Um ehrlich zu sein, bin ich mir nicht einmal sicher, was in der Verdichterspirale passieren soll, ob die Flüssigkeit mit Überschallgeschwindigkeit aufgrund der zunehmenden Fläche der Spirale weiter an Geschwindigkeit zunimmt oder nicht, da sie bereits Überschall ist. Wird die Spirale wie der divergierende Abschnitt einer De-Laval-Düse oder spielen andere Aktionen eine Rolle?
Davon abgesehen plane ich , ein kompakteres Design zu verwenden, das 1975 von Donald Durant patentiert wurde durch eine letzte Stufe in der Mitte, um die Schubkräfte durch die Pumpwirkung aufzuheben.
Der Einsatz einer Tesla Hochvakuumpumpe ist in der Tat sehr überzeugend. Ich habe während der Universität einige Nachforschungen über die Verwendung als Flüssigkeitspumpe angestellt, die der von Ihnen zitierten 2008 ziemlich ähnlich ist.
Ich denke, der Designansatz könnte der der vielen Partikel sein. Bei Umgebungstemperatur beträgt die durchschnittliche Geschwindigkeit von Luftmolekülen etwa 500 m/s, was vergleichbar ist mit der Spitzengeschwindigkeit einer rotierenden Scheibe mit hoher Drehzahl. Die auf die Oberfläche auftreffenden Moleküle tauschen in gewissem Maße Impuls aus. Dies ermöglicht eine wesentliche Änderung der mittleren Richtung der Geschwindigkeit von ungefähr nicht vorherrschend zu tangential, wodurch das Restgas an die Peripherie getrieben wird, wo es mit einer Vorpumpe weggetrieben werden kann. Die Grenze des entstehenden Vakuums ist experimentell und simulativ zu ermitteln, könnte aber im Prinzip ähnlich sein wie bei Turbomolekularpumpen, die auch die mittlere Richtung der Gasmoleküle verändern.
Ich glaube nicht, dass es sich aus geometrischen Gründen selbst sichern kann, aber ein mehrstufiger Ansatz könnte interessant sein. Hier ist das Potenzial für ein Gerät, das etwas günstiger ist als eine Turbomolekularpumpe mit ähnlicher Leistung.
Die Tesla-Turbine funktioniert, weil es Reibung zwischen Scheiben und Luft gibt, aber wenn Sie sich dem Vakuum nähern, gibt es immer weniger Reibung, und ich denke, der Wirkungsgrad würde stark sinken, bevor Sie beispielsweise 95% Vakuum erreichen.
Aber ich würde auch gerne etwas über die Turbine hören, die als Kompressor verwendet wird.
Solomon Langsam