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【NERV】制作研究特斯拉无叶片涡轮机(Tesla Bladeless Turbine)
2011/05/22
IP:北京
本制作从去年北航“冯如杯”开始(NERV代号“转子计划”),到今年SRTP项目(NERV代号“绿宝石计划”),一共制作了两个无叶片涡轮机。第一个到今年4月份还好使,后来在搬运过程中摔打导致转子被卡住。第二个前几天装配完毕,精度提高了一些。昨天和今天试验了两次。因为空压机不给力,并没有看到最高转速(能达到7000来转,但是可以继续加速。不过这个时候空压机就没气了)。
+200
科创币
thallium2012
2011/05/23
动手能力极强
lucifer作者
15年8个月前IP:未同步
296269
1楼
这种涡轮机的原理、气路如图

关于气体的流动:气体从转子外圆切线方向进入。转子是圆盘和间隙交叠的(想象一个梳子沿着梳背那条线转一周形成的回转体)。气体从转子圆盘的切线方向与轴线垂直(平行于圆盘)进入梳状结构,在外壳的约束下旋转,摩擦带动转子转动。气体摩擦后速度变小,向圆盘中心运动,在圆盘上留下螺旋线形的轨迹。圆盘轴线附近有通气口,从这里气体被排出。 tesla-turbine-3副本.jpg
tesla-turbine-4.jpg
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lucifer作者
15年8个月前IP:未同步
296274
3楼
关于制作

第一次制作的特斯拉涡轮机视频在这里:

这个没有看上去转得那么快。但是也有6000转(至少)了。不过功率很小。分析原因,一方面是工艺不行,轴承装配严重有问题。另一方面,也是更重要的:1)圆盘太厚,使用DVD光盘,有1.2mm。而直径又小。根据特斯拉的实验结果,这种涡轮机的确有直径越小,转速越快的事实,但是功率提高却是在加大直径时做到的。2)圆盘太少。在10cm的长度上只安装了20多片。另外转子和边缘的缝隙也相对较大(两个涡轮机都是5mm,但是相对于直径是不同的)。

第二次的涡轮机视频在这里:
[flash=640,480]XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX target="_blank" style="font-size:20px;">点击此处查看视频

我已经把很多制作图片也附进去了。这里不再上传。
这个涡轮机的转子直径有200mm,圆盘50片,使用标称厚度1mm的有机玻璃制作圆片,因此实际厚度可能只有0.8mm左右。垫片是一种在五金店找到的非标垫片,和标准的比这个垫片只有1mm厚(外径约30,内径15的垫片)。
有人说,当年特斯拉没能解决圆盘尺寸大而薄时的弯曲问题。其实这基本不是问题。有机玻璃圆盘在装配时也遇到了。但实际上启动后高速旋转时的离心作用,以及相邻圆盘距离不等时气压也不等这一作用,足以让所有圆盘变成均匀的。我在运转过程中观察到了这一现象(外壳是透明有机玻璃的)。
这个涡轮机,转速在不加桨时估测也有6000。因为工艺较好,减速需要300s(5分钟)。输入和输出功率(进而效率)没测,这一测量问题尚未找到合适的解决方案,希望大家讨论。

完毕。
+400
科创币
科创网
2011/05/25
文字表达精湛。
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lucifer作者
15年8个月前IP:未同步
296338
5楼
4:没啥声音
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lucifer作者
15年6个月前IP:未同步
308377
9楼
回 7楼(拔刀斋) 的帖子
也好修好维护。涡轮叶片是十分昂贵的+加工复杂的。

至于效率高不高,和工艺有关。有人做出过90%以上效率的(但是很多尺寸也很极限了,比如半径、盘数、盘的厚度)。

而且,功率输进去就是泵,作为泵的时候,这东西对砂石什么的不会非常敏感。
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我也是有底线的