توربین تسلا در زندگی واقعی

مدیران انجمن: parse, javad123javad

ارسال پست
نمایه کاربر
rohamjpl

نام: Roham Hesami رهام حسامی

محل اقامت: فعلا تهران قیطریه بلوار کتابی 8 متری صبا City of Leicester Area of Leicestershire LE7

عضویت : سه‌شنبه ۱۳۹۹/۸/۲۰ - ۰۸:۳۴


پست: 1881

سپاس: 3351

جنسیت:

تماس:

توربین تسلا در زندگی واقعی

پست توسط rohamjpl »

پمپ برای انجام کار به ویسکوزیته سیال متکی است - یعنی سیال به تنهایی توسط نیروهای برشی به سیلندر محرکه جفت می شود. این بدان معناست که سیالی که پمپاژ می شود هر زمان که پمپ کار می کند به شدت بریده می شود و این امر ناگزیر باعث تلفات اصطکاکی قابل توجهی می شود.
روش‌های بسیار دیگری برای پمپاژ سیال وجود دارد که در آنها نیروهای پمپاژ توسط ویسکوزیته ایجاد نمی‌شوند و از این رو از تلفات بازده طرح تسلا متحمل نمی‌شوند.
حد بازده کلی این فرآیند ترمودینامیکی را می توان با محاسبه بازده کارنو برای فرآیند، که بدون در نظر گرفتن جزئیات مراحل فرآیند، محدود می شود، به دقت تعیین کرد. این توسط:
بازده کارنو =
(دمای منبع - دمای سینک)/(دمای منبع * دمای سینک)
که در آن دمای منبع دمای "سمت داغ" چرخه است و دمای سینک دمایی است که چرخه گرمای اتلاف خود را در آن تخلیه می کند. تمام دماها بر حسب درجه مطلق (کلوین) هستند.
تصویر
با افزایش چگالی سیال، انتقال انرژی بالاتری فراهم می شود. برای این منظور از بخار سرد استفاده کردیم زیرا چگالی آن حدود 10× به اندازه هوا است. من آمونیاک را نیز در میان سایر ترکیبات در نظر گرفتم، اما در حالت ایده آل، آب منبعی است که به راحتی در دسترس است و از منابع کثیف قابل بازیابی است. مفهوم در اینجا انرژی پایدار و محیطی پاک تر برای سود خالص مثبت در برابر سیستم های فعلی است -تصویر
بله، ما در حال کار بر روی ایجاد نوع جدیدی از منبع تغذیه با استفاده از بخار سرد و فشار منفی هستیم. دو مخزن با یک توربین تسلا بین آنها وجود دارد. پیوندهای بین مخازن به 25 اینچ جیوه (0.85 بار) با آب در مخزن اولیه تخلیه می شود که به سرعت می جوشد و بخار از توربین عبور می کند تا انرژی مکانیکی تولید کند که برای توربین های بخار استاندارد اعمال می شود. تفاوت این است که این سیستم یک قسمت متحرک دارد و تقریباً بدون توجه به جرم توربین می تواند بدون یاتاقان کار کند.
در پمپ، فشار شعاعی یا استاتیکی، به دلیل نیروی گریز از مرکز، به مماس یا دینامیک (فشار) اضافه می‌شود، بنابراین هد مؤثر افزایش یافته و به خروج سیال کمک می‌کند. در موتور، برعکس، فشار نام اول، مخالف فشار منبع، هد موثر و سرعت جریان شعاعی به سمت مرکز را کاهش می دهد. باز هم، گشتاور زیاد ماشین پیشرانه همیشه مطلوب است، این امر مستلزم افزایش تعداد دیسک‌ها و فاصله کمتری از جداسازی است، در حالی که در ماشین پیشران، به دلایل اقتصادی متعدد، تلاش دورانی باید کوچک‌ترین و سرعت حداکثری عملی باشد.
در توربین های بخار استاندارد، به دلیل تفاوت بین سرعت نسبی بخار و پره ها، بخار باید روی پره ها فشار بیاورد تا روتور از سرعت بخار انرژی بگیرد. در توربین بخار پره‌ای، پره‌ها باید با دقت در رژیم سرعت بهینه کار توربین، به گونه‌ای جهت دهی شوند که زاویه حمله بخار به سطح پره به حداقل برسد. به گفته آنها، در رژیم بهینه، جهت گیری تیغه ها سعی می کند زاویه (پیچ تیغه) برخورد بخار با سطح آنها را به حداقل برساند تا جریان بخار صاف ایجاد کند و تلاطم را به حداقل برساند. این گرداب ها در واکنش به برخورد بخار با سطح پره ها ایجاد می شوند (اگرچه زاویه حداقل در سرعت بهینه توربین است). در این دینامیک، گردابه‌های اول از دست دادن انرژی مفیدی هستند که می‌توان از سیستم استخراج کرد و ثانیاً چون در جهت مخالف قرار دارند، از انرژی جریان بخار ورودی کم می‌کنند.
در توربین تسلا، با توجه به اینکه هیچ پره ای برای ضربه زدن وجود ندارد، مکانیک نیروهای واکنش متفاوت است. نیروی واکنش، نسبت به فشار سر بخار، در واقع، نسبتاً سریع، به عنوان یک «کمربند» فشار بخار در امتداد پیرامونی توربین ایجاد می‌شود. این تسمه متراکم ترین و تحت فشارترین قسمت پیرامونی است زیرا فشار آن، زمانی که روتور تحت بار نیست، فشار بخار (ورودی) کمتری نخواهد داشت. همانطور که تسلا اشاره کرد، در یک حالت عملیاتی معمولی، آن فشار محیطی نقش BEMF (نیروی محرکه برگشتی) را ایفا می کند که جریان جریان ورودی را محدود می کند و به این ترتیب می توان گفت که توربین تسلا خودگردان است. هنگامی که روتور تحت بار نباشد، سرعت نسبی بین "مارپیچ های فشرده شده با بخار" (SCS، بخار که به صورت مارپیچی بین دیسک ها می چرخد) و دیسک ها حداقل است.
برای توسعه توربین تسلا این واقعیت است که برای دستیابی به بالاترین بازده، تغییرات در سرعت و جهت حرکت سیال باید تا حد امکان تدریجی باشد.بنابراین، سیال پیشران توربین تسلا در مسیرهای طبیعی یا خطوط جریان با کمترین مقاومت حرکت می کند.
یک توربین تسلا از مجموعه ای از دیسک های صاف تشکیل شده است که نازل هایی یک سیال متحرک را روی لبه دیسک اعمال می کنند. سیال به وسیله ویسکوزیته و چسبندگی لایه سطحی سیال روی دیسک کشیده می شود. همانطور که مایع کند می شود و به دیسک ها انرژی می افزاید، به سمت اگزوز مرکزی حرکت می کند. از آنجایی که روتور هیچ برجستگی ندارد، بسیار محکم است.
برخی از مزایای توربین تسلا در کاربردهای نسبتاً کم جریان یا زمانی که کاربردهای کوچک مورد نیاز است نهفته است. دیسک ها باید تا حد امکان در لبه ها نازک باشند تا با خروج سیال از دیسک ها تلاطم ایجاد نشود. این به معنای نیاز به افزایش تعداد دیسک ها با افزایش نرخ جریان است. حداکثر راندمان در این سیستم زمانی حاصل می شود که فاصله بین دیسک به ضخامت لایه مرزی تقریبی باشد و از آنجایی که ضخامت لایه مرزی به ویسکوزیته و فشار بستگی دارد، این ادعا که می توان از یک طرح واحد به طور موثر برای انواع سوخت ها و سیالات استفاده کرد. غلط. تفاوت یک توربین تسلا با یک توربین معمولی تنها در مکانیسم مورد استفاده برای انتقال انرژی به شفت است. تجزیه و تحلیل های مختلف نشان می دهد که نرخ جریان بین دیسک ها باید نسبتاً پایین نگه داشته شود تا کارایی حفظ شود.
با افزایش بار، راندمان توربین تسلا کاهش می یابد. تحت بار سبک، مارپیچ گرفته شده توسط مایع در حال حرکت از ورودی به اگزوز یک مارپیچ محکم است که تحت چرخش های زیادی قرار می گیرد. تحت بار، تعداد چرخش ها کاهش می یابد و مارپیچ به تدریج کوتاه تر می شود.
ا.hope I helped you understand the question. Roham Hesami, sixth
semester of aerospace engineering
smile072 smile072 رهام حسامی ترم ششم مهندسی هوافضاتصویر
smile260 smile016 :?:

ا
تصویر

ارسال پست