A 100 éves Nikola Tesla találmánya jobban működik, mint bárki gondolta, kiaknázatlan lehetőségek rejlenek benne.

Nikola Tesla az elfeledett zseni népi hőssé vált, és azzá a feltalálóvá, akivel a modern mérnökök kapcsolatba akarnak kerülni. Ennek ellenére ötletei olyan sokrétűek voltak, hogy sokuk nem ismert, köztük az általa “billentyűs vezetéknek” nevezett. Ennek az üzemanyag vagy más folyadékok szivattyúzására rezgéseket használó eszköznek a tanulmányozása során kiderült, hogy 101 évvel a szabadalmaztatása után még kiaknázatlan lehetőségek rejlenek benne.

Ahogyan a ferde szögű tüskék lehetővé teszik egy szilárd tárgy mozgását egy irányba, de akadályozzák annak eltávolítását visszafelé, a most Tesla-szelepként ismert eszköz egy sor hurkot használ arra, hogy a folyadékot egy irányba engedje áramlani, miközben akadályozza az ellenáramlást. Mivel a Tesla-szelepek nem tartalmaznak mozgó alkatrészeket, sokkal rugalmasabbak, mint a hagyományos visszacsapószelepek. Az eredeti konstrukció számos utánzatot, javítási kísérletet és a működését magyarázó Youtube-videót inspirált, de úgy tűnik, ezek talán nem fogták fel a látszólag egyszerű szabadalom teljes terjedelmét.

“Figyelemre méltó, hogy ezt a 100 éves találmányt még mindig nem értik teljesen, és olyan módon lehet hasznos a modern technológiákban, amire eddig nem gondoltunk” – mondta Dr. Leif Ristorph, a New York-i Egyetem munkatársa egy nyilatkozatban.

Ristorph egy kísérletsorozatot vezetett egy prototípuson, amelyet úgy építettek, hogy a lehető legjobban megfeleljen Tesla eredeti tervének, és megpróbáltak folyadékokat mindkét irányban átvezetni különböző sebességgel és folyadékviszkozitással. A Nature Communications című szaklapban Ristorph és szerzőtársai arról számoltak be, hogy alacsony áramlási sebességnél a folyadékok mindkét irányban egyformán könnyen áthaladnak a szelepen. Egy bizonyos sebesség felett azonban a visszafelé áramlás szinte lehetetlen, míg az áramlási sebesség megfelelő nyomás esetén az előrefelé irányuló irányban sokkal nagyobb lehet.

Áramlás egy Tesla-szelepen előrefelé alacsony (a) és magas (b) sebességgel, valamint alacsony (c) és magas (d) sebességgel visszafelé. Kép: Nguyen et al./Nature Communications

„A döntő fontosságú, hogy ez a bekapcsolás a fordított irányú turbulens áramlások létrehozásával jár, amelyek örvényekkel és zavaró áramlatokkal “dugítják el” a csövet” – magyarázta Ristroph. „Ráadásul a turbulencia sokkal kisebb áramlási sebességnél jelenik meg, mint amit korábban a szabványosabb formájú csöveknél valaha is megfigyeltek – akár hússzor kisebb sebességnél, mint a hagyományos turbulencia egy hengeres csőben vagy csőnél.”

Számos technológia jól működik egyenletes áramlási környezetben, de a rezgő erőkkel szemben kudarcot vall, ami részben az oka annak, hogy a szél- vagy hullámenergia hasznosítására irányuló oly sok innovatív ötlet megbukik a való világban. A Tesla-szelep ennek az ellenkezője, valójában jobban működik, ha a folyadék impulzusokban érkezik, és a változó bemenő energiát egyenletes kimenetté alakítja.

“Úgy gondoljuk, hogy Tesla ezt gondolta a készülékre, mivel az elektromos áramokkal végzett hasonló műveletekre gondolt” – mondta Ristroph. “Valójában arról híres, hogy feltalálta az AC motort, valamint az AC-DC átalakítót.”

Alacsony sebességnél a folyadékok visszafelé is át tudnak áramlani a ‘szelepen’, de a gyorsabb áramlásnál az impedancia nagyon nagy lesz. Kép: Nguyen et al/Nature Communications

A folyadékok fizikája egészen másképp működik kis térfogatok és nagy viszkozitás esetén, mint amilyeneket a diagnosztikai berendezésekben használnak, mint a gyorsabb mozgások esetében, amelyeket Tesla meg akart könnyíteni. A szerzők szerint részben ez lehet az oka annak, hogy a szelepben rejlő potenciált olyan sokáig nem vették észre.

Ironikus módon Ristroph érvényesítheti a szelepet éppen akkor, amikor az általa látott felhasználások némelyike csökken, és amelyet a feltalálójáról elnevezett vállalat szorgalmaz. Ristorph úgy véli, hogy a szelep; “A motorok és gépek rezgéseinek hasznosítása üzemanyag, hűtőfolyadék, kenőanyag vagy más gázok és folyadékok szivattyúzására.” Kétségtelen, hogy ilyen lehetőségek még mindig létezni fognak, de mivel az üzemanyaggal működő motorok legelterjedtebb alkalmazásai az elektromos motorok kiszorításának küszöbén állnak, a szelep talán elszalasztotta optimális pillanatát.

Forrás: IFLScience