Современные ученые наконец разобрались в изобретении Николы Теслы столетней давности

Незаслуженно забытое устройство оказалось гораздо эффективнее современных аналогов.

Группа исследователей из Нью-Йоркского университета изучила клапан, изобретенный инженером Николой Теслой столетие назад. Оказалось, что он функционален, эффективен и имеет ряд практических применений в современной жизни. Кроме того, ученые наконец поняли, как он работает.

Исследование опубликовано в журнале Nature Communications, коротко о нем рассказывает SciTech Daily.

Клапан Теслы — серия взаимосвязанных петель в форме капли — был разработан для пропускания потоков жидкости только в одном направлении. Устройство не содержит движущихся частей, подверженных износу.

Ученые провели серию экспериментов и обнаружили, что клапан Теслы работает как переключатель. При низкой скорости потока в обоих направлениях жидкость может двигаться одинаково, однако после достижения определенной пороговой скорости клапан начинает пропускать жидкость только в одном направлении.

«Наши наблюдения показали, что турбулентность появляется внутри клапана значительно быстрее, чем в нормальных трубах любой формы, при скорости движения воды примерно в 20 раз меньше, чем это обычно происходит. Этот феномен позволяет очень гибко управлять потоками движения жидкостей, что имеет массу практических приложений», — пояснил Ристоф.

«"Включение" клапана обеспечивается возникновением турбулентных потоков в обратном направлении, которые "закупоривают" трубку. Более того, турбулентность возникает при гораздо более низкой скорости, чем обычно, — в 20 раз меньше, чем в стандартной цилиндрической трубе», — обнаружили исследователи.

Кроме того, оказалось, что клапан работает даже лучше, когда поток не является постоянным. На вход жидкость может подаваться в импульсном режиме, а устройство преобразует эти порции в плавный и направленный выходной поток, как в преобразователях переменного тока в постоянный (этим изобретением больше всего и известен Никола Тесла).

Устройство Теслы может стать альтернативой обычному обратному клапану, однако оно будет гораздо менее подвержено износу.

Исследователи предполагают, что изобретение сербского гения спустя столетие найдет применение в помпах, двигателях и механизмах для перекачки топлива, смазок и других жидкостей.

Изображение: NYU’s Applied Mathematics Laboratory

Алексей Семихатов: «Главное содержание “Вопроса науки” — способ мышления»

Пессимисты об инновациях прошлого