A Wardenclyffe-i laboratóriumot bezárták, személyzetét feloszlatták, az őröket eltávolították. Még Sherf is elhagyta a Teslát, és csatlakozott egy kénbányászati vállalathoz. Hetente egyszer, különösebb díjazás nélkül eljött a Teslához, és ügyelt arra, hogy ügyei ne legyenek teljesen összezavarodva. Két titkár továbbra is a Teslánál szolgált, de a cégekkel való levelezés megszűnt, segítségükre nem volt szükség. Most a pénz és minden emlékeztető még jobban irritálta a Teslát. Gyűlölte a kezében tartani őket, biztosítva, hogy egyáltalán nincs rájuk szüksége, és beleegyezett abba, hogy teljesen felhagy minden szokásával, már csak azért is, hogy tovább tudjon dolgozni a „Világrendszer” létrehozásán. Már csak azért is, hogy elkészüljön a torony, a laboratórium, bizonyítsák felfedezéseik alkalmazhatóságát!
A "Világrendszer" felépítésének befejezéséhez fűződő remények összeomlása mégis arra kényszerítette Teslát, hogy kidolgozzon egyet a sok ötlet közül, amelyek kora ifjúságában eszébe jutottak. Később ismét visszatért hozzá, és reggel azt mondta Sherfnek:
Hamarosan létrehozok egy kis gőzgépet - ez egy olyan erőmű lesz, amely szabadon elfér egy kalapban.
1906-ban a Tesla megalkotta az eredeti tervezésű gőzturbinát. 30 lóerővel mindössze 10 fontot nyomott. 3 lóerő 1 kilogrammonként – ez a fűtésmérnök még nem tudta! De a Tesla nem állt meg itt, és előterjesztette a mottót: "20 lóerő 1 kilogrammonként". Még a személyes írószerére is feltette.
Egy ilyen gép ötletét a Velebit hegyeiben eltöltött idő emléke hozta meg, amikor fantáziált, ötleteket készített a jövőre nézve. Az az álom, hogy az óceán fenekén elhelyezett csővezetéken postai összeköttetést hozzanak létre Európa és Amerika között egy postai csomaggal egy gőz által hajtott labdában, megvalósíthatatlannak bizonyult a gőz súrlódása a cső falai miatt. . Ez vezette Teslát arra az ötletre, hogy gőzsúrlódást alkalmazzon az általa létrehozott gőzturbinában.
Készülékei nemcsak a gőz tágulását a lapátok között, hanem a gőz súrlódó erejét is felhasználták. A Tesla több modellt és prototípust épített ilyen turbinákból. Az egyik 500 kilowatt kapacitású 3600 fordulat / perc fordulatszámon, 15 tárcsával, amelyek átmérője 60 hüvelyk, gyakorlatilag tesztelték, és meglehetősen magas hatásfokot mutatott. Ennek a turbinának azonban nagy kezdeti és végső gőznyomásra volt szüksége, és egy többlépcsős erőmű egyik fázisaként javasolták. Így tehát úgy tekinthetjük, hogy a Tesla találta fel azt, amit ma „upstream” turbinának vagy foreshalt turbinának hívnak. Az ilyen turbinák használata növeli a létesítmény általános hatékonyságát, ezért ma is használatosak.
Ezzel egy időben a Tesla egy olyan turbina tervet dolgozott ki, amely nem a vízgőz expandálásával, hanem magában a turbinában különféle gázok elégetésével működött. Így az első a lehetséges típusú gázturbinák - ez a legprogresszívebb kialakítás erősáramú berendezések, amely nagy távlatokat nyit a földalatti szénelgázosítás alkalmazására, Nikola Tesla alkotta meg.
A kérdések egész sora meglehetősen hosszú ideig foglalkoztatta a Teslát – a Wardenclyffe-i munka beszüntetésétől egészen 1914-ig, amikor is a háború előtti helyzet átállást igényelt más projekteken. A Tesla csak 1925-ben tudott visszatérni az erőművi berendezések tervezésének fejlesztéséhez. De ez alatt a hat-nyolc év alatt (1906-1914) a Tesla számos komoly munkát végzett, számos szabadalmat kapott, és sok új és eredeti ötlettel gazdagította a hőenergia-ipart.
A Tesla egyik legidősebb alkalmazottjának, Julius Chitonak, a Waldorf-Astoria szerelőjének fia 1906-ban készítette el az első Tesla által tervezett gőzturbinát, majd 1911-ben és 1925-ben kétszer is elkészítette őket. A Tesla 1929-ig kísérletezett a legújabb modellel.
De miért nem terjedtek el széles körben a Tesla találmányai? Először is azért, mert a Tesla gondolatai a múlt század 80-as éveinek végén, és az akkoriban nagy jelentőségű felfedezést jelentettek, a 20. század elejére, amikor a Laval és Parsons gőzturbinák megjelentek és széles körben elterjedtek, nem már sok értékkel bírt.
A második és talán még fontosabb ok az volt, hogy Tesla építő tehetsége jóval a kísérletező képessége alatt volt. Ráadásul a Tesla természeténél fogva nem tudott és nem tudott csapatban dolgozni, nem vont be tehetséges tervezőket a közös munkába, hogy közösen fejleszthessenek ki konkrét, gyakorlatban is alkalmazható, gyártásba kerülő berendezéseket. Eközben már rég elmúltak azok az idők, amikor egy magányos feltaláló gyümölcsözően fejleszthette ötleteit. A tudomány és technológia rohamos fejlődése a 20. században kizárta a csapaton kívüli ipari struktúrák létrehozásának lehetőségét. Az előretekintő Tesla a jövő alig körvonalazódó kontúrjait látta a tudományban, maga is a múlt század 80-as éveinek tipikus feltalálója maradt.
Az igazságosság azonban megköveteli annak jelzését, hogy ez a magány részben azzal magyarázható, hogy Tesla szervesen nem hajlandó a monopóliumok gazdagodását szolgálni, enélkül lehetetlen volt megtalálni az eszközöket a nagy csapatban való munkavégzéshez. Ez egyfajta tiltakozás volt a társadalmi rendszer ellen, amely gazdagította a Tesla gyűlölt iparmágnásait.
Tesla tragédiája egy nagy tudós tragédiája, aki nem akart fejet hajtani a „Wall Street szörnye” előtt, aki nem akart Morganok, Rockefellerek és du Pontok szolgája lenni. Nem az ő gazdagodásukért alkotni, hanem az emberekért, az egész emberiségért, a béke, nem pedig a háború érdekében – ez a Tesla igazi vágya.
Tesla turbina a Nikola Tesla Múzeumban.
Tesla turbina- lapát nélküli centripetális turbina, Nikola Tesla szabadalmaztatta 1913-ban. Gyakran lapát nélküli turbinának nevezik, mert a hagyományos turbina lapátjain a határréteg hatását használja, nem pedig a folyadék- vagy gőznyomást. A Tesla Turbina más néven határréteg-turbinaÉs Prandtl rétegturbina(Ludwig Prandtl tiszteletére). A biomérnökök többtárcsás centrifugálszivattyúnak hívják. A Tesla ennek a turbinának az egyik kívánt alkalmazását látta a geotermikus energiában, amelyet a könyv ismertet. Jövőbeli mozgatóerőnk».
Működési elv, előnyei és hátrányai
A Tesla idejében a hagyományos turbinák hatásfoka alacsony volt, mivel nem volt szükség aerodinamikai elméletre a hatékony lapátok létrehozásához, a lapátok anyagának rossz minősége pedig komoly korlátozásokat rótt a működési sebességre és hőmérsékletre. A hagyományos turbina hatásfoka a bemenet és a kimenet közötti nyomáskülönbséggel függ össze. A nagyobb nyomáskülönbség eléréséhez forró gázokat használnak, például túlhevített gőzt gőzturbinákés a tüzelőanyag gázban égéséből származó termékek, ezért a nagy hatásfok eléréséhez hőálló anyagokra van szükség. Ha a turbina gázt használ, akkor szobahőmérséklet folyadékká válik, a kimenetnél kondenzátort használhat a nyomáskülönbség növelésére.
A Tesla turbina abban különbözik a hagyományos turbinától, hogy az energiát a tengelyre továbbítja. Sima tárcsákból és fúvókákból áll, amelyek a munkagázt a tárcsa szélére irányítják. A gáz megpörgeti a korongot a határréteg tapadásán és a viszkózus súrlódáson keresztül, és lelassul, ahogy spirálisan forog.
A Tesla turbina nem rendelkezik lapátokkal és az azokból adódó hátrányokkal: a rotornak nincsenek kiemelkedései, ezért strapabíró. Azonban dinamikus veszteségei és áramlási sebességi korlátai vannak. A kis áramlás (terhelés) nagy hatásfokot ad, az erős áramlás pedig növeli és csökkenti a turbina veszteségeit, ami azonban nem csak a Tesla turbinára jellemző.
A tárcsák szélein nagyon vékonynak kell lenniük, hogy ne hozzon létre turbulenciát a munkaközegben. Ez azt eredményezi, hogy az adatfolyam sebességének növekedésével növelni kell a lemezek számát. A rendszer maximális hatékonysága akkor érhető el, ha a lemezek közötti távolság megközelítőleg megegyezik a határréteg vastagságával. Mivel a határréteg vastagsága a viszkozitástól és a nyomástól függ, téves az az állítás, hogy ugyanaz a turbina-konstrukció hatékonyan alkalmazható különféle folyadékokhoz és gázokhoz.
A kutatások azt mutatják, hogy a nagy hatékonyság fenntartásához a lemezek közötti áramlási sebességet viszonylag alacsonyan kell tartani. Gyenge áramlás esetén a munkafolyadék áramlási pályája a bemenettől a turbináig a kimenetig sok fordulatot tartalmaz. Erős áramlásnál a spirál fordulatszáma leesik, rövidebbé válik, ami csökkenti a hatékonyságot, mert a gáz (folyadék) kevésbé érintkezik a tárcsákkal, így kevesebb energiát ad át.
A Tesla gázturbina hatásfoka 60% felett van, és több mint 95%. De ne keverje össze a turbina hatékonyságát a turbinát használó motor általános hatásfokával. A jelenleg gőzerőművekben és sugárhajtóművekben használt axiális turbinák hatásfoka körülbelül 60-70%, és a megfelelő Carnot-ciklus hatásfoka korlátozza őket. erőmű csak a 25-42%-ot éri el. A Tesla azt állította, hogy turbinájának gőz változata elérheti a 95%-ot. A Westinghouse-i Tesla gőzturbina helyszíni tesztjei 38 font/lóerő/óra gőzteljesítményt találtak, ami a turbina 20%-os hatásfokának felel meg.
Az 1950-es években Warren Rice megkísérelte megismételni a Tesla kísérleteit, de nem a Tesla szabadalmaztatott terve szerint épített turbinán futtatta azokat. Rice egytárcsás levegőrendszerrel kísérletezett. A tesztelt Rice turbina 36-41%-os hatásfokot mutatott egyetlen tárcsa használatával. Magasabb hatékonyságot kell elérni a Tesla tervezésével.
A Tesla turbinával kapcsolatos legújabb munkájában Rice a modell nagyszabású elemzését végezte el lamináris áramlás többlemezes turbinában. 1991-ben Tesla Turbomachine címmel tettek közzé egy nagyon határozott igényt a turbina hatékonyságára vonatkozóan (szemben a műszerhatékonysággal általában) ehhez a tervhez.
Az alábbi anyag jobb megértése érdekében erősen ajánlom, hogy ismerkedjen meg a "" részben bemutatott eredeti információkkal.
2006-ban értesültem erről a találmányról, és őszintén szólva nem tett rám semmilyen benyomást. De pár év után, ami alatt sokat tanultam a különböző típusú motorokról és működési elveikről, eszembe jutott a Tesla turbina. Úgy döntöttem, érdemes részletesebben megérteni, mi ez és hogyan működik. Tanulmányoztam a találmánnyal kapcsolatos összes szabadalmat, valamint mindent, ami ebben a témában megtalálható. Szokás szerint az interneten kevés az érdemleges, sok a magas mese, és furcsa, érthetetlen alapokon nyugvó feltételezések. A hálózaton számos házi készítésű modell is megtalálható, de ezek nem megfelelően készültek, mivel nincs teljes körű ismerete a működési elvekről és a készülék belsejében lezajló folyamatokról. Vannak kivételek, de nagyon kevés. Tehát a turbina működésének alapelve a mozgó közeg viszkozitása. N. Tesla szabadalmaiban leírta ennek a hatásnak az alapelveit és mintáit. Mi az a Tesla lapát nélküli turbina? A turbina forgórésze egy tengely, amelyen lapos tárcsák vannak rögzítve. A tárcsák között bizonyos távolságot tartanak fenn elválasztó alátétek, valamint minden második korongon mindkét oldalon kis kiemelkedések. Mindegyik lemez központi részén ablakokkal rendelkezik a munkafolyadék kilépésére.
Fő rotortárcsa.
összeszerelt rotor.
A lemezek közötti távolságok.
Acél rotor.
Az extrém tárcsák vastagabbak, mivel a korongok között áthaladó gázsugár igyekszik széttolni a lemezeket, illetve egymáshoz nyomni a megmaradt korongokat. Ezenkívül a külső tárcsáknak gyűrű alakú kiemelkedései vannak az ablakok felett, amelyek a tömítés részeként szolgálnak.
Oldalsó korong gyűrűs kiemelkedésekkel.
A rotor egy olyan házban van elhelyezve, amelynek bemeneti fúvókája és oldalsó burkolatai vannak, közepén lyukakkal. A burkolatokhoz még két alkatrész van rögzítve, nem tudom, hogyan kell helyesen nevezni, "fülnek" neveztem őket, amelyekben csapágyak vannak rögzítve, és a hulladékközeget leeresztik. 
A belső felület fedelek gyűrű alakú hornyokat vágnak ki. Céljuk szerint két csoportra oszthatók. A hornyok első csoportja közelebb helyezkedik el a középponthoz, ezek a hornyok magukban foglalják az oldaltárcsák gyűrű alakú kiemelkedéseit, ami jó tömítést biztosít. A tömítést alkotó hornyokat és bordákat gondosan egymáshoz kell illeszteni. A hézagoknak a lehető legkisebbnek kell lenniük, de nem engedhetik meg a súrlódást, ami nagy gyártási pontosságot igényel. A hornyok második csoportja szinte a teljes fennmaradó felületen át van vágva, és nincsenek ilyen szigorú követelmények a gyártási pontosságra vonatkozóan. Az oldaltárcsák a rögzített házburkolatokhoz képest elmozdulnak. Annak érdekében, hogy ne keletkezzen további ellenállás, növelni kell a lemezek és a ház közötti távolságot. Erre a célra szolgálnak a második csoport gyűrű alakú hornyai. Mivel az áramlás mindig a legkisebb ellenállású utat keresi, és esetünkben ezek a burkolatok és a tárcsák közötti hornyok, így az áramlás nagy része így haladna, és csak egy kis része a megmaradt rotortárcsák között. . A tömörítés miatt a hornyokban megnövekedett nyomás keletkezik, ami nem engedi, hogy a közeg csak így haladjon át, és ahol lehetséges, a közeg áthalad, pl. más lemezek között. Lehetne egy széles hornyot készíteni, de ez növelné a szivárgást. Ezért a legjobb eredményt több horony használatával érhetjük el.
>
A turbina fúvókája érintőlegesen helyezkedik el, azaz. érintőleges a test belső felületéhez, és készülhet téglalap alakú rés vagy kerek elkeskenyedő furat formájában.
Téglalap alakú fúvóka.
A ház és a forgórész kerületén a hézag minimálisra csökken, tekintettel a forgórész átmérőjének kismértékű növekedésére nagy fordulatszám mellett.
Most, hogy van egy hozzávetőleges elképzelése a turbina kialakításáról, vegyük figyelembe az elméleti alapot és a munkafolyamatot. Ha egy folyadék vagy gáz áramlását sík felületre irányítja, akkor ez az áramlás elkezdi magával húzni ezt a felületet. Ez a viselkedés annak a ténynek köszönhető, hogy a síkkal szomszédos legelső molekularéteg mozdulatlan. A következő réteg nagyon lassan mozog, a következő kicsit gyorsabban, és így tovább. Az alábbiakban egy rövid részlet az aerodinamikából.
A mozgó közeg fontos jellemzője a viszkozitása. A viszkozitás a folyékony közeg felülethez tapadásának tulajdonságán keresztül nyilvánul meg, míg a nem viszkózus közeg szabadon csúszik az áramvonalas felületen. A viszkozitás hatásának szemléltetésére, amely az áramlást lassító erőt (húzóerőt) hoz létre, tekintsünk két egymással párhuzamos nagy lemezt AÉs B (1. ábra), amelyek közül az egyik elmozdul a másikhoz képest. A viszkózus közeg az egyes lemezekhez tapad. A molekulák véletlenszerű mozgása a "keverés" hatását hozza létre, kiegyenlítve az átlagos áramlási sebességeket, amelyek sebessége a lemezenB egyenlő V, és a tányéron A- nulla. Az így kapott sebesség-eloszlást az ábra is mutatja. 1, ahol a nyilak hossza arányos a sebesség nagyságával az áramlás egy adott pontjában a lemezek közötti magasság mentén. Tehát mozgó tányéronBvan egy erő, ami lassítja a mozgását. A lemez mozgásának biztosításáraBfékezés esetén ellentétes erőt kell kifejteni rá. Ugyanez az erő mozgatja a lemeztA.
Rizs. egy. ERŐ VISZKÓZUS ELLENÁLLÁS, vagy az áramlási viszkozitás hatása az A és B lemezekre. A B lemez az A lemezhez képest V sebességgel mozog, amit egy nyíl mutatja. A folyadéksebességek lemezek közötti eloszlását a megfelelő nyilak is mutatják.
A lemez mozgásának fenntartásához szükséges erő nagysága B 1 m/s sebességgel (vagy egy rögzített lemezt a helyén tartva A), viszkozitási együtthatónak nevezzük, ha a lemezek közötti távolság 1 m, és mindegyik területe 1 m 2m. Levegőhöz 0-nál° C és nyomás 1 atmm\u003d 1,73 * 10 -5 H * s/m 2 . A kísérletek azt mutatják, hogy a levegő viszkozitása a hőmérséklettel arányosan változik T 0,76 .
Most képzeljük el, hogy az A és B lemezek egymáshoz képest álló helyzetben vannak, és a gázáramlás közöttük mozog. Természetesen az áramlás elkezdi magával húzni mindkét lemezt. A sebességgradiens eloszlása az áramlásban a következő lesz: mindkét lemez felületén az áramlási sebesség minimális, középen pedig maximális.
Jól látható, hogy minél kisebb a lemezek közötti távolság és minél nagyobb a területük, annál nagyobb a viszkózus súrlódási erő, annál kevésbé "csúszik" a gáz a síkok között, és az áramlás annál jobban magával húzza a síkokat. Most nézzük meg a turbinában zajló folyamatot. A munkaközeget (gázt vagy folyadékot) nyomás alatt szállítjuk egy fúvókán keresztül. A fúvókában gyorsulást követően az áramlás spirálisan mozog a tárcsák között, magával húzva a rotort, és a tárcsák középső részének ablakain keresztül távozik. Ha a turbina üresjáratban van, akkor a forgórész fordulatszáma valamivel kisebb lesz, mint az áramlási sebesség a csapágyak súrlódása miatt. Ebben az üzemmódban a spirális út hossza maximális, mivel az áramlás és a tárcsák relatív sebessége közel nulla. A terhelés csatlakoztatásakor csökken a forgórész fordulatszáma, és ezzel együtt az áramlási sebesség, ezért csökken a spirális út hossza. Így van egy önszabályozó gépünk. Ennek a kialakításnak az egyik előnye a lamináris áramlás. Nincsenek örvénylések és turbulens képződmények, amelyek mindig csökkentik a hatékonyságot. A turbina nyomatéka egyenesen arányos a közeg forgórészhez viszonyított sebességének négyzetével és a tárcsák területével, és fordítottan arányos a köztük lévő távolsággal. Vagyis a maximális nyomaték eléréséhez a tárcsák közötti távolság minimális legyen, a tárcsák száma vagy átmérője pedig a lehető legnagyobb legyen. A készülék képes maximális munkavégzés amikor a forgórész fordulatszáma egyenlő az áramlási sebesség felével, de a maximális gazdaságosság elérése érdekében a relatív sebességnek vagy csúszásnak a lehető legalacsonyabbnak kell lennie.
Korong mindkét oldalán kiemelkedésekkel, a kerület mentén.
A lemez szélétől ~ 15 mm-re hátralépve kört kell rajzolni a lemez mindkét oldalára. A lemez egyik oldalán a kört 8 egyenlő részre kell osztani. A metszéspontokon át kell törni a kis lyukakat. Ezt kalapáccsal és középső lyukasztóval csináltam, az utóbbi hegyét kissé lekerekítve. Az eljárás nem bonyolult, de rendkívül óvatosnak kell lennie, hogy ne vigye túlzásba. Továbbá a lemez második oldalán ugyanezt csináljuk, csak a metszéspontok legyenek a már kilyukasztott párkányok között. Ennek eredményeként van egy korongunk tizenhat kiemelkedéssel, nyolc mindkét oldalon. A kiemelkedés magasságának egyenlőnek vagy kicsivel kisebbnek kell lennie a tárcsák közötti távolsággal. A végső kikészítéshez a kiemelkedéseket tűreszelővel dolgozzák fel. A kiemelkedések nem minden lemezen, hanem egyen keresztül készülnek. Az én esetemben a lemezek teljes száma 21. Kiálló tárcsák - 10 db. A központi korong sima, majd kettő kiemelkedéssel, megint kettő sima, és így tovább. A külső lemezek simák. Ezzel egyértelműnek tűnik. Ennek eredményeként meglehetősen jó minőségű és merev kialakítást kaptunk, és a lemezek közötti távolság 0,2-0,4 mm között változik.
Egységes lemeztávolság
Egy másik kellemetlenség a forgórész kiegyensúlyozása. A rotor összeszerelése után ideális esetben kissé meg kell élezni egy esztergagépen, hogy kiegyenlítse az összes ütést. Ezenkívül nagyon kívánatos az összes tárcsa, valamint az összes illeszkedő alkatrész csiszolása. Általában a legtöbb a fő probléma- gyártási pontosság. Ha minden részletet nagypontosságú, programvezérlésű berendezésen készítenek el, az összes probléma 95%-a magától megoldódik. Szeretnék néhány szót szólni a kereszt alakú alátétek gyártásáról. Gyártási körülmények között - ez a legegyszerűbb feladat, bélyegezve, és kész. De nem olyan egyszerű több tucat darabot elkészíteni elfogadható pontossággal. Az a tény, hogy az alátétek gyártásához használt fém vastagsága 0,2-0,3 mm. Nem könnyű ilyen fémmel dolgozni, túl óvatosan kell vele bánni. És amikor felmerült a kérdés a gyártásukkal kapcsolatban, elfogadhatatlanul magas árat számítottak fel. Egy kis ötletelés után úgy döntöttem, hogy valami egyszerűt csinálok. Az alábbi ábra a nyersdarabot és a kész alátétet mutatja. 
Az üres (balra), és a kész kereszt távtartó.
Nyersdarabot kellett rendelnem, majd manuálisan befejezni. Fémhez ollóval 8 darab vágást végzünk, amíg össze nem kötjük a furatokkal, majd a felesleges részeket szúrófűrésszel lefűrészeljük. De 5-ször olcsóbb lett. A csapágyak kiválasztásáról is szeretnék szólni. Mivel a turbina meglehetősen nagy fordulatszámon (10000-15000 ford./perc) vagy nagyobb fordulatszámon működik, a csapágyakat ilyen fordulatszámra kell tervezni. A lapátos turbinákkal ellentétben a Tesla turbinának nincs axiális terhelése, így a csapágyak egyszerűen radiális golyóscsapágyak lehetnek. Különben nem volt semmi gond, amit érdemes lenne odafigyelni.
Fotók a Tesla turbináról, amit készítettem. A rotor 21 db 186 mm átmérőjű és 1,5 mm vastagságú tárcsából áll, az oldaltárcsák 3 mm vastagok, az elválasztó alátétek lemezből készültek rozsdamentes acélból 0,3 mm vastag. A középső tengely átmérője 15 mm, a végeinél fokozatosan elvékonyodik 12 mm-re. A fúvóka téglalap alakú. A rotor tömege körülbelül 7 kg, az összeszerelt egység súlya 18 kg. 
Házgyűrű fúvókával 
A test része fúvókával és gyűrű alakú hornyokkal. 
Azonos. 
Oldalsó burkolat és "fül". 
Azonos.
Első eredmények.
Az alábbiakban leírtak a turbina legelső változatára vonatkoznak, amelynek számos hátránya volt, nevezetesen: a tárcsák közötti távolság nem egyenletes, nem voltak gyűrűs hornyok az oldalsó burkolatokon, és nem voltak elég mély gyűrű alakú kiemelkedések az oldalon. lemezeket, ami hozzájárult a nagy gázszivárgáshoz. Minden kísérletet sűrített nitrogénnel (150 atm) végeztünk. Nitrogén - mert kiderült, hogy könnyebben beszerezhető, mint a sűrített levegő, és azért is, mert a nitrogén inert és nem robbanásveszélyes. A sebességváltót nem használták a kísérletekben. A hengert nagynyomású tömlő segítségével nyomásmérővel felszerelt adapteren keresztül közvetlenül a turbina fúvókához csatlakoztatták. A téglalap alakú fúvóka mérete 4x32 mm, ilyen szakaszon a maximális nyomás a fúvóka előtt nem érte el a 3-5 atm-t teljesen nyitott hengerrel. A pillanatot kézzel ellenőrizték, szinte nem is volt, azonban 80-90 másodperc alatt elérte a rotor a 9000-es fordulatszámot. A gázfogyasztás egyszerűen szörnyű volt, egy henger (40 l, 6 m ^ 3) legfeljebb 2-3 percig volt elegendő. Az első korszerűsítés a fúvóka szakaszának 1x32 mm-re való csökkentése volt. Az eredmény az arcon, a fúvóka előtti nyomás teljesen nyitott balunnal elérte a 40-50 atm-t. Természetesen a gázsugár sebessége nőtt, ami lehetővé tette, hogy a rotort már 50-60 másodperc alatt ugyanarra a 9000 fordulat / percre gyorsítsák. a fúvóka előtti nyomáson 15 at. A következő korszerűsítés a turbina oldalsó burkolatainak gyűrűs hornyainak kivágása, valamint az oldaltárcsák megváltoztatása volt (az első változatnál a kerületre szűkítették, ami jelen esetben nem megfelelő). A korszerűsítés után a teljesítmény jelentősen javult, 12 atm nyomáson rendkívül nehéz volt kézzel leállítani a rotort. A forgórész gyorsulása 9000 ford./percre 45-50 másodpercre csökkent. De ez, mint érted, nonszensz, mivel a legfontosabb dolog kijavítatlan maradt, nevezetesen a távolságok egyenletessége a lemezek nagy része között. Nemrég oldottam meg ezt a problémát, és még nem végeztem teszteket. Biztos vagyok benne, hogy az eredmény több mint pozitív lesz, és többszörösen felülmúlja a korábbiakat. Figyelembe kell venni azonban azt a tényt, hogy a gáz erősen lehűl a tágulás során, az adaptert és a hengeren lévő szelepet dér borította, és a hőmérséklet csökkenésekor a gáz elveszti viszkozitását. És a viszkozitás az ilyen típusú motorokban használt gáz fő tulajdonsága. Hideg gázzal nem tervezek további kísérleteket folytatni, mert tovább megyek - ebből a turbinából megpróbálok belső égésű motort készíteni. .
Elnézést kérek a fent leírt szöveg néhány pontatlanságáért, emlékezetből írtam, az emlékezetem cserbenhagyott. A hibák a 2009. májusi tesztek során készült feljegyzések szerint javítva.
Ennek ellenére kísérletsorozatot végeztem egy modernizált turbinával (2009. november 17.). A paraméterek a következők: fúvóka mérete - 2x32 mm, tárcsa átmérője - 186 mm, tárcsák száma - 21 db. A tárcsák közötti távolság 0,2-0,4 mm, a rotor súlya 7 kg. A használt gáz egy 40 literes palackban 150 atm nyomású argon volt. Mivel mindent videóra forgattak, nem írok sokat. Csak az eredményeket közlöm. Minden vizsgálatot a fúvóka előtti nyomással végeztek - 9-11 at. A reményeim több mint jogosak voltak :). Tehát: a forgórész gyorsulása 3000 ford./percig - 4 másodperc, 10000 ford./percig - 17 másodperc. A visszaszámlálás a kívánt nyomás (~10 atm) elérésekor kezdődött. Ne ítélje meg szigorúan a dikcióm, és néhány hiba a beszédfordulatokban - őszintén - még vicces is számomra :). kijavítom.
Alább a videók:
A többi videó megtekinthető a - részben.
A kép teljessé tétele érdekében nem lesz szükség néhány olyan rendelkezésről beszélni, amelyek befolyásolják a turbina teljesítményét, nyomatékát, megbízhatóságát és hatékonyságát. Gyártási precizitás! Ismétlem, mert ez fontos. Minél kisebb a kialakítás, annál nagyobb a szükséges pontosság. A minimális lehetséges rések a tárcsák között és egyenletes eloszlásuk a rés teljes munkaterületén, valamint az oldaltárcsák és a turbina falai között. Az utolsó pont az egyik legfontosabb. A helyzet az, hogy a fúvókából kiáramló gáz a legkisebb ellenállású utat követi, és ha kiderül, hogy ez az út a turbina falai és az oldaltárcsák által kialakított réseken keresztül halad, akkor csak két oldaltárcsa fog működni. nagy része. Ez az egyik legfontosabb építő momentum. Anurjev kézikönyve kellően részletesen leírja különböző fajták labirintus tömítések, ezért erősen ajánlom, hogy minél részletesebben ismerkedjen meg velük. Második döntő pillanat- fúvóka. Amint azt számos kísérlet kimutatta, egy egyszerű lyuk vagy rés nem elég. A fúvókát a lehető legkompetensebben kell elkészíteni. Amint azt az elmélet és a gyakorlat mutatja, tanácsos szuperszonikus Laval fúvókát használni. A hatásfok igen magas, segítségével a fúvókából kiáramló gázsugár szuperszonikus sebessége érhető el. Úgy gondolják, hogy lehetetlen szuperszonikus sugárt használni a Tesla turbinában, mivel az áramlás lamináris állapotból turbulens állapotba változik. Valójában ez igaz, de nem minden körülmények között ez a helyzet. Még a Reynolds-szám = 5000 esetén is lamináris marad az áramlás két párhuzamos lemez között (forrás - ), mivel a határréteg nem válik szét. Bár ezek a finomságok a gyakorlatban ellenőrzést igényelnek. Hadd tegyek egy kis kitérőt, véleményem szerint ez fontos. Az interneten, főleg az angol nyelvű oldalakon leírják különféle kivitelek Tesla turbinák. Ráadásul a tesztjeik eredménye finoman szólva is siralmas. Ez elsősorban a lemezek közötti nagy hézagoknak köszönhető. Ez annak ellenére van így, hogy a Tesla szabadalmaiban angolul fehérrel írják, hogy minél kisebbek a tárcsák közötti hézagok, annál nagyobb a turbina nyomatéka és hatásfoka. Mi a helyzet? A lényeg pedig már csak az oldaltárcsák tömítésében van, hiszen ezek az elvtársak nem vették a fáradságot egy normális (igen, legalább valami) tömítés elkészítésével. A korongok nagy része közötti kis hézagokkal az áramlás csak a szélső korongok és a test között haladt át. Az amerikai testvérek egyszerűen megoldották a problémát - növelték a hézagot a lemezek nagy része között. És persze az eredmény sokkal jobb lett. Legyen szó üzletről, ha két lemez működik, egy másik - amikor minden. De ez nem kiút, remélem ez az orosz (a szó legtágabb értelmében vett) testvérek számára egyértelmű. Nos, folytassuk... Ez elsősorban a nyomatékot és a hatékonyságot befolyásolja. Gázhőmérséklet - minél magasabb, annál jobb. A termikus hatásfok mellett a hőmérséklet befolyásolja magának a turbinának a mechanikai hatásfokát is, annak működéséből adódóan. A turbina gyártásához a munkakörülményeknek megfelelő anyagok használata. Rotor kiegyensúlyozás. A nagy nyomaték és teljesítmény eléréséhez több fúvókát kell használni, minél többet, megfelelő nyomáson, annál jobb. Valójában, mint minden modern turbinában. A turbinaházban kívánatos vákuumot fenntartani, de nem szükséges. A fentiek mindegyike csak távolról kapcsolódik az itt bemutatott modellhez.
A 2010.01.23-án elvégzett vizsgálatok eredményei.
De először egy kicsit a hibákkal kapcsolatos munkáról és a tesztpad kialakításáról. A poloskákon végzett munka a tárcsarések alaposabb és egységesebb biztosításából, valamint a karosszéria illesztéséből állt, hogy az oldaltárcsák és az oldalburkolatokon lévő gyűrűs hornyok szélei között minimális hézag legyen. Az összes munka elvégzése után a tárcsák közötti hézagok 0,2-0,3 mm, az oldaltárcsák és a gyűrű alakú hornyok élei közötti rés 0,3 mm volt. A próbapad egy csatorna, amelyre egy turbina és egy 1,2 kW (14 V 90 A) autógenerátor van felszerelve. A generátor rögzítési pontján a csatorna hosszirányú mart horonnyal rendelkezik, amely lehetővé teszi a feszítést biztonsági öv. A generátor terheléseként egy hegesztőgépből származó nikróm ellenállást használtak. Az áramerősséget és a feszültséget szabványos ampermérővel (150 A DC) és voltmérővel mértük. A turbina fordulatszámát mechanikus fordulatszámmérővel mértük. A turbinán és a generátoron lévő tárcsák áttételi aránya 1:1. Az alábbiakban az állványról készült fényképek (ezek az állvány újabb fotók; a tesztek idején a turbina nem volt a turbinaházban lévő fúvóka mögé szerelve második nyomásmérő) és műszerek:
Állvány összeszerelve.
Turbina nyomásmérőkkel a fúvóka előtt és után.
Generátor 1,2 kW.
A munkaközeg (sűrített levegő) forrásaként 4 m3 térfogatú vevőt használtunk. A nyomás a vevőben a vizsgálat elején ~7at, a levegő hőmérséklete a vevőben -12C volt. A turbinát egy 0,5 hüvelyk átmérőjű nagynyomású tömlővel csatlakoztatták a vevőhöz. A teszt alatt a kompresszor le volt kapcsolva.
2 tesztet végeztünk, mindkét vizsgálat során folyamatosan csökkent a nyomás a tartályban, és a vizsgálatok végére 4,5 atm volt, ez a körülmény nem tette lehetővé a turbina stabil működését a betáplált munkaközeg állandó teljesítményével. Az első tesztben 310 W teljesítményt kaptunk egyenletes fordulatszám-eséssel, a terhelést ~ 5500 ford./perc elérésekor kapcsolták a generátorra, a fúvóka előtti nyomás 4,8-5 atm. A második tesztnél ~6000 rpm-en 168 W-ot kaptunk, a fúvóka előtt 4-4,5 atm volt a nyomás. mindkét teszt téglalap alakú, ~45 mm2-es torokfelületű fúvókát és szerencsétlen geometriát használt, sikeresen nagy veszteséget biztosítva. Az alábbi videó ezt a tapasztalatot mutatja be (a videón a nyomásértékek hibásak, a felosztások összekeveredtek, a fenti adatokban az értékek helyesek):
Az eredmény messze van a kívánatostól. Ez az eredmény azonban nem a Tesla turbina alacsony hatásfokának köszönhető, hanem az én tudatlanságomnak a turbinatechnika, gázdinamika stb. Mint kiderült, a fúvóka kritikus része túl kicsi, nem beszélve a fúvóka teljesen írástudatlan geometriájáról. A turbina tengelyén elért teljesítmény függ magának a turbinának a mechanikai hatásfokától, az egységnyi idő alatt a turbinán áthaladó munkaközeg energiájától és mennyiségétől, de elsősorban a munkaközeg forrásának teljesítményétől. Ebben az esetben kiderült, hogy a fúvókarész egyszerűen nem enged át nagy mennyiségű levegőt rajta, és ennek megfelelően a turbinán. A következő tesztben ezt a hiányosságot kijavítják, ami lehetővé teszi az itt levont következtetések érvényességének ellenőrzését.
Új kialakítású fúvóka nagy kritikus résszel. 2010.02.04.
Az első tesztek után úgy döntöttek, hogy új fúvókát készítenek. Bár beszéltem a szuperszonikus Laval fúvóka használatának célszerűségéről, egy hagyományos szonikus konvergens fúvókát kellett használnom. Mivel a fúvókák kiszámítása nem könnyű feladat, úgy döntöttem, hogy a könnyebb megoldásnál tartok. Ehhez a test egy részét újra kellene csinálni, ami az Ebben a pillanatban nem a legmegfelelőbb lehetőség, így jobban ki kellett lépnem a helyzetből egyszerű módon. De nem úgy sikerült, ahogy szerettem volna, hanem sokkal jobban, mint az első alkalommal. Az alábbi képen az eredeti fúvóka kialakítás látható.
A használt fúvóka első változata.
Amint látható, a kúpos rész túl tompa szögben készül, és a fúvóka ezen változatának állandó kritikus szakasza van, amely nem teszi lehetővé a rajta áthaladó munkafolyadék mennyiségének változtatását. Az új fúvóka kúpos kialakítású.
Az új változatban a fúvóka egy külső menetes betét, amely lehetővé teszi több, különböző kritikus keresztmetszetű és geometriájú cserélhető fúvóka készítését. 
A használt fúvóka új verziója.
A betétet a bevezető csőbe csavarják, amit viszont kissé megváltoztattak, átmérőjét megnövelték, és a belsejében menetet vágtak. 
Újratervezett aljzat belső menettel a fúvóka betét rögzítéséhez.
Maga a fúvókabetét egy henger külső menettel és egy kúpos horonnyal belül, a kúp átmérője a bemenetnél 22 mm, a kimenetnél - 12 mm. 
Igaz, egy ilyen megoldás oda vezetett, hogy a turbinaház belső felületén, közvetlenül a fúvóka mögött ívhornyot kellett készíteni, ellenkező esetben a fúvóka kiömlőnyílásának egy részét elzárná a ház teste által kialakított lépcső. 
Nekem úgy tűnik, hogy ez a barázda nem a leginkább a legjobb módon befolyásolja az aerodinamikát. A fúvóka módosítása mellett a fúvóka mögé egy nyomásmérő tartó is került a turbinaház nyomásának mérésére, azonban az utolsó kiegészítés valamivel korábban történt, mint az új fúvóka. Az alábbi videók a turbina előzetes tesztjeit mutatják be az új fúvókával:
Ebben a videóban a második indítás a generátorhoz csatlakoztatott gerjesztéssel történt.
A nyomás a vevőben a tesztek megkezdése előtt 8 bar volt. A videón jól látható, hogy a vevőben a gyors nyomásesés ellenére is jóval nagyobb a turbina gyorsulási sebessége, mint a fúvóka régi verziójával végzett teszteknél. Ezenkívül a fúvóka kritikus szakaszának növekedésével a turbinaházban a nyomás eléri az 1,5 at-t. A régi fúvóka használatakor ezt nem figyelték meg. Ezeket a teszteket otthon végezték el egy kis kompresszorral, egy 24 literes vevővel és egy további 80 literes vevővel. A nagy vevőegység bekötési rajza a következő videón látható (ez a videó egy régi fúvókát használ):
A 2010.02.08-án végzett vizsgálatok eredményei.
Ezt a tesztsorozatot ugyanazzal a munkafolyadék-forrással végeztük, mint a 2010. január 23-i teszteknél. A munkaközeg (sűrített levegő) forrásaként 4 m3 térfogatú vevőt használtunk. A vevőben a nyomás a vizsgálat elején ~7 atm, a levegő hőmérséklete a vevőben -12 C. A turbinát egy 0,5 hüvelyk átmérőjű nagynyomású tömlővel kötöttük a vevőhöz. A teszt alatt a kompresszor le volt kapcsolva. Ebben a tesztsorozatban az új fúvóka teljesítményének tesztelése volt a cél. 4 db vizsgálatot végeztünk, melyek során a 2010.01.23-i vizsgálatokhoz hasonlóan folyamatosan csökkent a nyomás a vevőben, ugyanazokkal a következményekkel (a turbina nem tudott stabilan működni). Az első tesztben a terhelést ~4000 ford./perc elérésekor kapcsoltuk a generátorra, a generátor ellenállását úgy választottuk meg, hogy a kimenő teljesítmény 310 W legyen. Ezen a teljesítményen esett vissza a turbina fordulatszáma a 2010.01.23-i tesztben. A fúvóka előtti nyomás a vizsgálat elején 4 atm, közvetlenül a fúvóka mögött a turbinaházban 1,4-1,5 atm. A turbina 310 wattos terhelést húzott ki gond nélkül, és gyorsan lendült tovább, amikor elérte a 7500-as fordulatszámot. elzártuk a levegőellátást. A következő videó a leírt teszt felvétele. 1. teszt:
A következő tesztet a generátor nagyobb terhelésével hajtottuk végre, ami 12,5 V 75 A (937 W), de a fúvóka előtt alacsonyabb nyomáson - 3,2 at., a fúvóka mögött 1,15 at volt a nyomás. A terhelést akkor kapcsolták be, amikor a turbina elérte a 4000 ford./perc sebességet. A terhelés csatlakoztatásakor a turbina fordulatszáma meredeken csökkenni kezdett. A sebességcsökkenés oka az elégtelen légáramlási teljesítmény. A következő videó bemutatja, hogy milyen gyorsan esik le a nyomás a fúvóka előtt és a turbinaházban. A fúvóka nagyobb kritikus szakaszának alkalmazása miatt mind a turbina teljesítménye, mind a munkaközeg fogyasztása nőtt. 2. teszt:
A harmadik tesztben a fúvóka előtti nyomás még alacsonyabbra esett, és elérte a 3 atm-t, a fúvóka mögötti nyomás pedig 1 atm. A generátor terhelése 525 watt. A terhelést akkor kapcsolták be, amikor a turbina elérte az 5000 ford./perc sebességet. A turbina lassan lassulni kezd. A videón is jól megfigyelhető a nyomásesés a fúvóka előtt. 3. teszt:
Jól látható, hogy ekkora generátorterheléssel, és a fúvóka előtti nyomással, mint az első tesztnél, a turbina gond nélkül kihúzott volna 525 W-ot, esetleg még egy kicsit többet.
A negyedik tesztet ugyanazon a terhelésen végezték, mint az elsőt (valamivel több, mint 312 W), azonban a fúvóka előtti nyomás még alacsonyabbra esett, és elérte a 2,5 atm-t, a fúvóka mögött - 0,85 atm. A terhelést akkor kapcsolták be, amikor a turbina elérte az 5000 ford./perc sebességet. A terhelés csatlakoztatása után a turbina fordulatszáma simán csökken.
A fenti kísérletek alapján a következő következtetések vonhatók le: egyrészt a turbina stabil működéséhez stabil munkaközeg-utánpótlásra van szükség; másodszor, a munkafolyadék forrásának megfelelő teljesítménnyel kell rendelkeznie; harmadszor, a turbina fúvókájának jól megtervezett profillal és megfelelő kritikus szakaszsal kell rendelkeznie. Figyelembe kell venni azt is, hogy minden tesztben hideg levegőt használtak, amelynek viszkozitása a hőmérséklettel nő, valamint a tömegáram csökken. Ami a fúvókát illeti, utóbbi új módosítása beváltotta a hozzá fűzött reményeket. Sajnos a tesztek végén nem volt lehetőségem újrapumpálni a vevőt, és így is megtudhattam, hogy a turbina mekkora teljesítményt képes leadni maximális nyomáson a vevőben. Azonban nyugodtan kijelenthetjük, hogy ez a teljesítmény legalább 600-700 watt lesz. Azt is érdemes felidézni, hogy minden tesztnél nem magának a turbinának a teljesítményét neveztem meg, hanem a generátor kimenetén lévő elektromos teljesítményt, aminek a hatásfoka kb. 80%, i.e. az összes általam megadott teljesítményértéket 20%-os felárral kell hozzáadni ebből az értékből. 525 W-os elektromos teljesítménnyel a turbina teljesítménye 656 W... A jövőben a tervek szerint egy erősebb és stabilabb munkafolyadék-forrással végeznek teszteket, amelyek nemcsak nyomást, fordulatszámot és elektromos teljesítményt mérnek. , hanem a turbina bemeneti és kimeneti hőmérséklete, valamint a munkaközeg fogyasztása is. A tervek szerint túlhevített gőzzel is végeznek majd teszteket. Jelenleg a használt turbinás modell nem bírja a nagy terhelést, a maximális teljesítmény, amelyet képes ellenállni, nem haladja meg a 4-5 kW-ot. Ezenkívül ezt a modellt nem tervezték gőzzel vagy forró gázokkal gázturbinás üzemmódban dolgozni, ezért úgy döntöttek, hogy egy új turbinát terveznek, amely megfelel a működési feltételeinek. Új modell mentes lesz a jelenlegi hiányosságaitól, és nagyobb teljesítményre és hatékonyságra tervezték. Ami ezt a modellt illeti, néhány tesztet még végeznek vele, melyek eredményeit ezen az oldalon tesszük közzé. A közelmúltban, barátaim segítségével, nekik köszönet :), számos ritka könyvet találtak a Szovjetunió idejéből, amelyek mind a szivattyúk, mind a kompresszorok, mind a turbinák lemeztechnológiájával foglalkoztak. Tehát a lemezes mikroturbina kísérleti tanulmányozása című cikk. A.N. Sherstyuk. 1980. és a Tárcsás szivattyúk című könyvet. AZ ÉS. Missyura. 1986.
Turbina előkészítése gőzvizsgálathoz. 2010.03.20
A közeljövőben a tervek szerint tesztelik a Tesla turbinát túlhevített gőzön. Ehhez némi fejlesztésre volt szükség. Mindenekelőtt a hőelemek számára készült zsebek, valamint a nyomásmérők tekercsei készültek, amelyek a nyomás pulzációinak kisimítására, valamint a gőz hűtésére szolgálnak. A kipufogórendszert is áttervezték a gőzvezetékhez való egyszerű csatlakoztatás érdekében. Az alábbi fotó a fentiek mindegyikét mutatja:
Állvány összeszerelve: 
Az első páros teszt. 2010.03.25
Sajnos az első teszt nem sikerült teljesen, de a problémák nem a mi hibánkból adódtak. A gőzvezetékre való csatlakozáskor két csapot és egy szabályozó szelepet használtak, amelyek közül az egyik nem engedte át teljesen a gőzt. Az eredmény - 5 bar rendelkezésre álló túlnyomásból 1 bar-t kaptunk. Természetesen ilyen kis túlnyomás mellett nem lehet jelentős erőről beszélni. A turbina azonban még ilyen alacsony nyomáson is 6500-as fordulatszámra gyorsult. alapjáraton működő generátorral együtt. Korábban hideg levegővel végzett teszteléskor, azonos körülmények között (nyomás a fúvóka előtt 1 bar), a turbina meg sem próbált indulni. Ez arra utal, hogy a forró gőz viszkozitása sokkal nagyobb, és sokkal jobb eredmények várhatók. A közeljövőben minden meghibásodást kiküszöbölünk, és teljes körű vizsgálatokat végezhetünk. Videó az első páros tesztről:
Második páros teszt. 2010.04.7
A gőzvezeték összes alkatrészének javítása után a probléma megoldódott, azonban a gőzellátás ellenőrzésekor a turbina elakadt. A gőzellátást az én részvételem nélkül ellenőrizték, és nem tudtam az elakadás okát. Kiderült, hogy az ok banális - a fő gőzvezeték csőjének a turbina fúvókához vezető része rozsdás volt, és a fúvókán keresztül egy rozsdás vízkődarab került a turbinába, ami a rotor elakadásához vezetett. A turbina szétszerelése és tisztítása után az éket eltávolították. Sajnos nem jutott eszembe, hogy a probléma megoldásának folyamatát a kamerán lefilmezzem. De sikerült lefilmezni a turbina összeszerelési folyamatát a tesztelés előtt:
A turbina összeszerelése és tömítése után áttértünk a próbapad összeszerelésére:
A főindítás előtt fel kellett melegíteni a turbinát, hogy a forgórész ne dörzsölje be a turbinaházat a fémtágulás miatt. A bemelegítés elején enyhe pépelés hallatszott, de bemelegítés után minden a helyére került:
Két indítást hajtottak végre, amelyek eredményei nagyon hasonlóak. Mindkét tesztben 22 mm-es bemeneti átmérőjű és 10 mm-es kimeneti átmérőjű kerek kúpos fúvókát használtak (a vevővel végzett korábbi teszteknél 12 mm-es kimeneti átmérőjű fúvókát használtak). Az első tesztben stabil terhelési teljesítményt kaptunk - 508,75 W (feszültség - 13,75 V, áram 37-38 A) 7600-7800 fordulat / perc sebességgel. A gőz paraméterei az első indításkor a következők voltak: nyomás a fúvóka előtt - 2,8-3 atm, hőmérséklet - 183 C az elején, 202 C a végén, nyomás a fúvóka mögött - 0,62-0,65 at, kimeneti hőmérséklet - 117 C a végén az elején, 141 C a végén, a kilépő nyomás atmoszférikus (talán kicsit több, de a nyomásmérő nem mutatott semmit).
A második teszt valamivel nagyobb teljesítményt mutatott ki a terhelésben - 591,2 W (feszültség - 13,75 V, áram 42-43 A) 7900-8000 ford./percnél. A gőz paraméterei a második tesztben a következők: nyomás a fúvóka előtt - 2, 8-3 atm, hőmérséklet - elején 189 C, végén 229 C, nyomás a fúvóka mögött - 0,66-0,7 atm, kilépő hőmérséklet - elején 156 C, végén 184 C, kimeneti nyomás - légköri (ugyanaz, mint az első tesztben).
Általánosságban elmondható, hogy a tesztek sikeresek voltak, a csapágyak ellenálltak a hőmérsékletnek és a fordulatszámnak is, felmelegedés után a rotor súrlódása nem volt megfigyelhető. A hőmérséklet-emelkedéssel és ennek megfelelően a munkaközeg viszkozitásával kapcsolatos, a fúvóka előtti 3 atm-es hatásfok növekedésére vonatkozó várakozásaim is beigazolódtak, sűrített hideg levegőn tesztelve nem lehetett ilyen teljesítményt elérni. A tesztelés következő szakasza a turbinán áthaladó gőzáram mérése lesz, így a tárcsás turbina hatásfoka és hatásfoka egyaránt kiszámítható. Valamint lehetőség szerint megpróbáljuk a turbinát nagyobb nyomású gőzforráshoz csatlakoztatni, hogy a fúvóka elé 6-7 atm kerüljön, és minden mérést ezeken a paramétereken végezzünk el.
A turbina gőzvizsgálata és a gőzáram mérése különböző üzemmódokban. 2010.04.16
Ebben a tesztsorozatban a fő cél a gőzáramlás és egyéb paraméterek mérése volt különböző nyomásokon a fúvóka előtt. A fúvóka előtt 1,8 atm, 2,5 atm, 3,5 atm gőznyomáson 3 fő vizsgálatot végeztünk. És még egy további teszt 3,5 atm maximális gőznyomáson, de kisebb turbulenciával a fúvóka előtt, amit a manométer tűjének vibrálása is bizonyít. A gőz áramlási sebességének méréséhez ismernie kell annak sebességét, hőmérsékletét és nyomását, valamint annak a gőzvezetéknek az átmérőjét, amelyben a mérés történik. A gőz sebességét a gőzáram dinamikus nyomása alapján számítottuk ki. A dinamikus nyomást pitot-csővel és U-alakú víznyomásmérővel mértük. Általánosságban elmondható, hogy a Pitot-cső nem dinamikus, hanem össznyomást mér, de tekintettel arra, hogy esetünkben a gőz a légkörbe szökött, az áramlásban lévő statikus túlnyomást 0-nak tekinthetjük, bár nagy valószínűséggel még mindig létezik, de ezt megtettük. nem méri, és inkább minden elhanyagolható. Ismerve a gőz sebességét, sűrűségét a megfelelő nyomáson és hőmérsékleten, valamint a gőzvezeték keresztmetszeti területét, könnyen kiszámítható a gőz tömeg- és térfogatárama. A térfogatáram kiszámításához ismernie kell a fajlagos térfogatát is a megfelelő hőmérsékleten és nyomáson. A gőz fajlagos sűrűsége és térfogata különböző nyomásokon és hőmérsékleteken speciális táblázatokban található. A fő 3 teszt a következőképpen épült fel: a maximális gőztöbblet, ami nálunk 3,5 atm volt, 1,8 atm nyomáson kiválasztottuk a generátor terhelését, amelynél a turbina stabilan működik, és ebben az üzemmódban mértük a gőzt. áramlást, majd 2,5 atm nyomáson is stabil terhelést választottak, maximum 3,5 atm nyomással tették ugyanezt. Ennek eredményeként a következő eredményeket kaptuk:
1. számú teszt - nyomás a fúvóka előtt - 1,8 atm, a fúvóka mögött - 0,3 atm, bemeneti hőmérséklet - 200 C, kimeneti hőmérséklet - 139 C, generátor teljesítmény - 275 W, átlagos dinamikus kimeneti nyomás - 6 mm . víz. oszlop, gőzfogyasztás - 63,5 kg / h.
2. számú teszt - nyomás a fúvóka előtt - 2,5 atm, a fúvóka mögött - 0,5 atm, bemeneti hőmérséklet - 220 C, kimeneti hőmérséklet - 165 C, generátor teljesítmény - 550 W, átlagos dinamikus kimeneti nyomás - 14 mm . víz. oszlop, gőzfogyasztás - 90,54 kg / h:
3. számú teszt - nyomás a fúvóka előtt - 3,5 atm, a fúvóka mögött - 0,85 atm, bemeneti hőmérséklet - 240 C, kimeneti hőmérséklet - 188 C, generátor teljesítmény - 890 W, átlagos dinamikus kimeneti nyomás - 24 mm . víz. oszlop, gőzfogyasztás - 113,3 kg / h. 3 fő teszt a következő videóban:
4. számú kiegészítő vizsgálat - nyomás a fúvóka előtt - 3,5 atm, a fúvóka mögött - 0,85 atm, bemeneti hőmérséklet - 237 C, kimeneti hőmérséklet - 178 C, generátor teljesítménye - 935 W, átlagos dinamikus kimeneti nyomás - 24 mm. víz. oszlop, gőzfogyasztás - 113,3 kg / h. A generátor valamivel nagyobb teljesítménye ebben az esetben nagy valószínűséggel a fúvóka előtti kisebb gőzturbulenciának köszönhető.
Az ismert gőzáram és egyéb paraméterek lehetővé tették a turbina relatív effektív hatásfokának kiszámítását mindhárom üzemmódban, az eredmények a következők: turbina hatásfoka 1,8 atm nyomáson - 17%, 2,5 atm - 27%, 3,5 atm - 38%. Egy további tesztben a generátor nagyobb teljesítményével, de kisebb turbulenciával és valamivel nagyobb hőkülönbséggel a hatásfok 33,5% volt. A relatív effektív hatásfok a turbina tengelyén ténylegesen kapott teljesítmény és a rendelkezésre álló hőkülönbség teljesítményének mechanikai egyenértékének aránya, azaz. a turbina működése során volt egy bizonyos fajlagos hőkülönbségünk, ha ezt a hőkülönbséget teljesen mechanikai munkává alakítjuk, akkor kapunk némi teljesítményt, és így a relatív effektív hatásfok, ez a valós teljesítmény és az elméleti maximum aránya lehetséges. Ennek a hatásfoknak a kiszámításakor már minden lehetséges veszteséget figyelembe veszünk, beleértve a generátor veszteségeit és annak hatékonyságát (esetünkben a generátor hatásfoka 80%).
Néhány módosítás... Az előző bekezdésben a turbina számított hatásfoka a generátoron több különböző áramlási sebességű és teljesítményű üzemmódban volt feltüntetve. Minden számításnál figyelembe vették, hogy a generátor hatásfoka 80% körüli, de mint a közelmúltban kiderült, a kis teljesítményű, 14 V feszültségű, öngerjesztésű autógenerátorok hatásfoka 50-55 %!!! A generátor hatásfoka 50-55% egy meglehetősen szűk fordulatszám-tartományban, átlagosan 5000-6000 ford./perc. percenként, teszteink során a generátor fordulatszáma minden esetben legalább 8000 ford./perc volt. Az a tény, hogy megnövekedett sebesség mellett az ilyen típusú generátorok hatékonysága gyorsan csökken. Egyes forrásokból kiderült, hogy a generátor hatékonysága 12000 ford./percnél. 30-35%-ra csökken. De jelenleg nincs pontos adatom arról, hogy a generátorom mennyire hatékony 9000-10000 ford./percnél. min. Ezért újraszámítottam a turbina hatásfokát, feltételezve, hogy a generátor hatásfoka minden tesztben 50%. Az eredmények a következők:
A turbina relatív effektív hatásfoka 1,8 atm - 21%, 2,5 atm - 33%, 3,5 atm - 49% nyomáson!!!
És ha kiderül, hogy a generátor hatékonysága nagy fordulatszámon még alacsonyabb, akkor ennek megfelelően a turbina hatékonysága még magasabb. A 49% azonban nem a végső ítélet. Ez csak az eddig meghatározott feltételek mellett elért eredmény. Mivel bármilyen típusú turbina maximális teljesítménye és hatásfoka azzal a feltétellel érhető el, hogy a forgórész kerületi sebessége a munkaközeg sugárral való kölcsönhatási pontjában egyenlő ennek a sugárnak a sebességének a felével, és az én esetemben ezt a fordulatszámot nem érték el, vagyis van lehetőség a turbina hatásfokának növelésére. Az én tervem szubszonikus konvergáló fúvókát használ, ami értelemszerűen nem tudja felgyorsítani a sugárt nagyobb sebességre, mint a hangsebesség abban a közegben, amelybe a kiáramlás történik. A legújabb tesztek során egy továbbfejlesztett fúvókával sikerült a turbinaházban kellően hatékony gőztágulást elérni, ami nyomáseséshez vezetett a turbinaházban, a fúvóka mögé szerelt nyomásmérő tű nem mozdult el nulláról. Ez arra utal, hogy a gőzsugár sebessége közel volt a hangsebességhez légköri nyomás, azaz 340 m/s Ha figyelembe vesszük, hogy a fúvóka előtt 5-6 atm volt a nyomás, akkor ez kétségtelen csúcssebesség nem kell. Most durva számításokat végezhetünk: a turbina rotor átmérője 186 mm, i.e. kerülete 0,584 m, 10 000 ford./percnél. A rotor sebessége 97,34 méter másodpercenként. A rotor sebessége a kerületen, amelynél a maximális hatásfok érhető el, 170 m/sec. azok. - 17465 ford./perc De mivel a turbinaházban a nyomás még mindig valamivel magasabb, mint a légköri nyomás, a hangsebesség is nagyobb, a maximális hatásfok körülbelül 19-21 ezer fordulat / perc sebességgel érhető el. Ez a számítás hozzávetőleges és durva, de lehetővé teszi a számok sorrendjének világos megértését. A fentieket a tapasztalat is megerősíti - minden tesztben a sebesség növelésével nagyobb teljesítményt lehetett elérni. Mivel jelenleg vannak olyan korlátozások, amelyek nem teszik lehetővé a turbina ilyen nagy fordulatszámra forgatását, ez a lehető leghamarabb megtörténik, de valószínűleg meg kell tenni új minta turbinák és mindezek a vele végzett kísérletek. Azt is szem előtt kell tartani, hogy ennek a turbinás modellnek csak egy fúvókája van. A turbinák tudományában létezik egy ilyen fogalom - a porcionalitás mértéke. A részlegesség mértéke a fúvóka berendezés effektív területeinek és az általuk elfoglalt kör területének aránya. A fúvóka berendezés lényegében egy lapátkerék, csak nem forog. Maguk a pengék bizonyos méretűek, pl. ha a kör teljes hossza - 1 m, akkor ettől a mérőtől a működő hatékony fúvókák összesen 0,8-0,85 m, a többi a fúvóka készülék lapátjainak vastagságára megy. Az adagolás mértékét igyekeznek a lehető legnagyobbra hozni, különben ugyanis jelentősen csökken a turbina hatásfoka. Ha a részlegesség mértéke nagyon alacsony, például a turbinának csak egy fúvókája van, mint az én modellemben, akkor a lapátos turbina hatásfoka nagyon alacsony lesz. A lapátos turbinával ellentétben a tárcsaturbina nem reagál olyan élesen az alacsony adagolási fokra, és a hatásfoka, bár csökkent, nem sok. A tárcsás turbinánál van egy optimális adagolási fok, de ez jóval alacsonyabb, mint a lapátos turbinánál. Például az én modellemnél a test kerülete mentén egyenletesen elhelyezett 6-8 fúvóka tekinthető a legjobb megoldásnak. Minél több fúvóka, annál kisebb a magasságuk, illetve annál kisebb a veszteség a rotortárcsák bejáratánál, azonban van a fúvókának egy kritikus magassága, amely alatt fojtószeleppé alakul, azaz. folyamatos hidraulikus veszteségekbe. A fentiek alapján véleményem szerint kétségtelen, hogy a tárcsás turbina hatásfokát lehet növelni, méghozzá nagyon. Addig is bemutatom a generátoros turbina legfrissebb tesztjeit, valamint egy fotót az új fúvókakialakításról. Ahhoz, hogy a generátor a névleges fordulatszámán tudjon működni, pl. a folyosókon 4-5 ezer percenként. nagyobb átmérőjű új tárcsa készült. Ezzel az arányszámmal a turbina 10-12 ezer fordulaton tud működni.
A turbinával végzett kísérletekhez új fúvókát készítettek, amely két kivehető betétből áll. A fúvóka 3 mm magas és 29 mm széles (87 mm2). 
Próbapad: 
Videó:
2011.02.05. - A turbina előzetes tesztelése 0,5 mm-es tárcsák közötti hézaggal.
A vizsgálatok elvégzéséhez egy új, 0,5 mm vastag kereszt alakú elválasztó alátétkészletet kellett gyártani. Az alátétek horganyzott lemezből készültek. Az eddigi tapasztalatok alapján az alátétek szirmait hosszabbra tették, hogy a szirom egy része mélyen a tárcsarésbe kerüljön, ami biztosítja a rotor szerkezetének nagyobb merevségét. 
A rés növekedése miatt a rotor teljes vastagsága is megnőtt, ami miatt két tárcsát kellett eltávolítani. Az előzetes kísérletek eredményei szerint azonban a turbina jobban kezdett működni, mind a nyomaték, mind a fordulatszám nőtt, a korábbi tesztekhez képest, 0,3 mm-es hézaggal. Valószínűleg van bizonyos összefüggés a tárcsák átmérője és a rés szélessége között, amelyet még ki kell számítani. Addig is bemutatok egy videót az elvégzett kísérletekről:
A 0,018 m és 0,18 m-es kar erőnyomatékának meghatározására szolgáló teszteket 4, 6 és 8 bar nyomáson végeztük. A turbina tengelyén a nyomaték 0,88 Nm, 2 Nm, 2,93 Nm volt. 0,018 m-es karral a próbapad 5,24 kg-ot, 10,92 kg-ot és 15,44 kg-ot mutat. A 0,18 m-es karfékpad 0,5 kg-ot, 1,14 kg-ot és 1,66 kg-ot mutatott. A közeljövőben megpróbálom a turbinát gőzön is tesztelni, hogy a teszteredményeket össze lehessen hasonlítani a már rendelkezésre állókkal. Az összehasonlítás megmutatja, hogy a tárcsák közötti hézag mennyire és mennyiben befolyásolja a turbina működését.
Folytatjuk...
A Tesla turbina lapát nélküli tárcsás turbina, szerkezetileg vékony tárcsákból álló szendvicset képvisel, amelyek ugyanarra a tengelyre vannak felszerelve, egymástól kis távolságra, és egy burkolatban vannak elhelyezve.
A működés elve azon a tényen alapszik, hogy a turbinába belépő munkaközeg (például gáz vagy folyadék) a súrlódás miatt „elvonja” a forgórészt a tárcsákról, amitől azok forognak. Továbbá a munkafolyadék, miután elvesztette az energia egy részét, „legurul” a rotor tengelyére, ahol speciális lyukak vannak, amelyeken keresztül a kivonás történik.
A saját felépítéséhez A Tesla turbinák ezt maguk csinálják több már nem működő merevlemezre van szükség. Belül kerek alumínium lemezek, ez a tökéletes megoldás a turbina rotorjához. A készülék teste nálunk ismertebb nevén plexi akril műanyagból készült.
Hol kezdjük? Először is szedjük szét és távolítsuk el azokat a lemezeket a merevlemezekről, amelyek egykor hűségesen szolgáltak. Szerintem ezzel nem lehet gond, csak annyit kell figyelembe venni, hogy egyes modelleknél nem fém, hanem kerámia lapok vannak, ami nekünk egyáltalán nem jön be. Végül is lyukakat kell készíteni bennük a munkafolyadék eltávolításához, és a kerámiákat, amint megérti, nem lehet feldolgozni. Csak megreped.
A kerámia merevlemez lemez megrepedt a feldolgozás során
A képen láthatóhoz hasonló lyukak elkészítése után távtartókat kell készítenünk.
Nekik köszönhetően a rotort alkotó lemezek bizonyos távolságra vannak egymástól. Az ideális távolság számos változótól függ, beleértve a folyadék viszkozitását, sebességét és hőmérsékletét. Erről talál információt itt. Nem zavartattam magam, és kész gyűrűket vettem ugyanazokról a merevlemezekről.
A következő lépés a tengely elkészítése. Esztergagépen alumíniumból kell megmunkálni. A központi rész átmérőjének, amelyen a rotorlemezek később „ülnek”, meg kell felelnie a bennük lévő lyukak átmérőjének. Ez körülbelül 2,48 cm, a nyél hossza körülbelül 4,5 cm.
Szükséges továbbá a távtartóként használt gyűrűk megmunkálása alumíniumból. Ezek a forgórész turbinatengelyre való rögzítéséhez szükségesek, és ehhez megfelelő rögzítőcsavarokkal vannak ellátva.
Az összes fenti feltétel teljesítése után folytathatja magának a rotornak az összeszerelését.
Tervezésemben 11 alumínium tárcsát és 10 távtartó gyűrűt használtam közöttük.
A „szendvics” összeszerelésénél fontos, hogy rögzítőgyűrűkkel rögzítsük, hogy a tárcsák ne forogjanak külön a tengelytől.
A Tesla turbina teste bármilyen alkalmas anyagból elkészíthető, legyen az fa vagy fém. Minden az Ön képességeitől és igényeitől függ. Egy 12,5 x 12,5 x 6 cm méretű akrildarabot használtam, melybe tetszőleges módon kivágtunk egy lyukat, amely kamrát képez a turbina forgórészének.
Egy lyukat is készítünk a cső számára, amelyen keresztül a munkafolyadék átfolyik, és négyet a test oldalfalainak rögzítéséhez.
Ugyanabból az anyagból készült oldallapok, 12,5 x 12,5 x 1,2 cm méretűek, és hozzáillő furatokkal a fő kamerához való rögzítéshez. Mindegyik ilyen oldalfal közepén 15 mm átmérőjű és 7 mm mély hornyot kell készíteni a csapágyak számára.
Mivel munkaközegként sűrített levegőt használnak, nem fúrtam lyukat a "kipufogó"-hoz. Teljesen kicserélték mindkét csapágyra, a külső és a belső gyűrűk közötti hézagokkal.
Nos, most az összes alkatrészt egyetlen tervbe kell összeállítani.
A turbina majdnem kész.
Több mint száz év telt el azóta, hogy Nikola Tesla megalkotta első turbinás motorja prototípusát, és a világ még mindig az ő idejére vár. Ahhoz, hogy megértsük, miért hanyagolták el ezt a motort olyan sokáig, a történelemhez kell fordulnunk.
Múlt
A XIX-XX. század fordulóján a benzin- és dízelmotorok már olyan tökéletességre jutottak, hogy szárazföldön is használhatók voltak. járművek. Ugyanebben az időszakban létrehozták a gőzerőművek Parsons és Curtis turbináit, és Nikola Tesla elkezdte fejleszteni eredeti motorját.A dugattyús hajtástechnika teljesen megközelítette és beépült az autóiparba. Az elektromos termékek fő gyártói, beleértve a erőművek, már befektetett nagy beruházások Parsons és Curtis fejlesztette ki. Amikor Nikola Tesla végül javaslatokat tett az autóipari és elektromos cégeknek, már nem voltak érdekeltek az új meghajtási technológia megfontolásában, még akkor sem, ha az bizonyult a legjobbnak.
Építmények
A Tesla turbina egy csodálatos hőmotor: rendkívül egyszerű kialakítású, megbízható és bizonyos mértékig hatékonyan működik. Ez a motor manapság eléggé alkalmas lehet hőerőművekben történő üzemeltetésre. Működési elvét azonban kevesen ismerik a modern mérnökök, és azt sem, hogy milyen jól tud együtt működni a jól ismert lapátos turbina-konstrukciók mellett.A működési elv szerint a lapátos turbinák aktív és reaktív turbinákra oszthatók. Az előbbiek a gáznemű munkaközeg áramlásának kinetikai energiáját a forgórész forgómozgásának mechanikai energiájává alakítják át ennek az áramlásnak a lapátok segítségével történő eltérítése következtében. Munkájuk eredményeként a gáz sebessége csökken, nyomása állandó marad a lapátokon. Funkció aktív turbinák működése - ugyanaz a gáznyomás a lapátok elülső és hátsó élén.
Ez utóbbi csökkenti a gáz sebességét és nyomását, ami növeli az energiaátalakítás hatékonyságát. A sugárturbináknál a lapátok felületein a gáznyomás csökkenése a megfelelő formájuk miatt biztosított. Az eredmény egy radiális irányú reaktív erő. A gáznyomásértékek különbsége (magas - a lapát elülső élén, alacsony - a hátsó élén) a turbina rotorjának axiális terhelésének növekedéséhez vezet.
A Tesla tárcsás vagy határolóréteg-turbina-kialakításában nincsenek lapátok (US 1 061 206 US szabadalom és 186 082 GB szabadalom). A forgórészen tárcsák vannak, egymással párhuzamosan, sűrű "csomagban".
Hogyan működik?
A Tesla turbinában lévő tárcsák aerodinamikus felületi tapadás (tapadó hatás) létrehozására szolgálnak a lemezek (tárcsák) közötti gázáramlással szembeni ellenállásuk miatt. Ezért a Tesla turbina súrlódó turbina. Ebben a forgórész tengelyére való energiaátvitelt a munkafolyadék tárcsák közötti áramlásának súrlódási ellenállása biztosítja (Nikola Tesla. Elveszett találmányok. - M., 2009; O. Faig. Nikola Tesla. Nagy találmányok ill. felfedezések. - M., 2014).A gáz a bemeneti csatornán keresztül nagy sebességgel jut be a lemez "csomagjába" a külső bordához tangenciálisan (tangenciálisan) eső pálya mentén. A "csomagot" lezáró szilárd (különleges alakú lyukak nélküli) tárcsák a gázáramlás kinetikus energiáját a forgórész tengelyének forgási mechanikai energiájává alakítják az aktív és fékező erők révén. A gázáram energiájának csökkenésével spirálisan a központi kimeneti csatorna felé halad, „megtapad”, a fékező és centrifugális erők pedig tovább alakítják a gázáram mozgási energiáját a forgórész tengelyének forgó mozgásának energiájává.
Lehetőségek
A határréteg-turbinák energiaátalakító mechanizmusa még egyfokozatú tervezéseknél is nagyon hatékony. Egy fontos mutató, amelyben a lapátos turbinák jobbak, mint a Tesla tárcsás turbinák, az egységnyi tömegre jutó fajlagos teljesítmény. Ez a hátrány azonban valószínűleg kiküszöbölhető a Tesla turbina kialakításának fejlesztésével.A Tesla turbina egyszerű anyagokból készülhet - acéllemezből, csövekből, kör- és négyszögletes gerendákból. Ez alapvetően lehetővé teszi az ilyen hőgépek nagyüzemi gyártását hőerőművek számára alacsony termelési költségek mellett.
A fentieken túl a Tesla turbina egyike lehet azoknak a hőmotoroknak, amelyek hozzájárulnak egy olyan globális probléma megoldásához, mint a „fenntartható fejlődés”, vagyis a környezetszennyezés nélküli globális előrelépés. környezet. A probléma megoldásának egyik módja a fogyasztók villamos- és hőenergia központosított ellátásáról a fogyasztók számára előnyös decentralizált ellátásra való átállás. Az önálló energiatermelés a fogyasztás helyén elvileg megvalósítható gőzzel ill gázturbinák Tesla. Megjegyzendő, hogy Nikola Tesla kidolgozta a turbináihoz tartozó eredeti szelep kialakítását is (US 1 329 559 számú amerikai egyesült államokbeli szabadalom).
Ha decentralizált villamos- és hőenergia-termelésről beszélünk, akkor a legmegfelelőbb termelő létesítmények, ahol a Tesla turbinák használhatók, a gőzkondenzációs mini-CHP-k és kogenerációs erőművek (mini-CHP-k). A Tesla turbinák bevezetését természetesen kiterjedt kutatási és fejlesztési munkának kell megelőznie. Eddig nagyrészt hazánkban és külföldön is számtalan érdeklődő fejleszt, gyárt és kutat ilyen hőmotorokat.
kilátások
A mai szakmai közösség számára szokatlan műszaki objektumok létrehozása és megvalósítása során fontos megérteni, hogy az első projekteket a kiserőművek számára kell kidolgozni. Lehetőségként fontolóra vehetjük egy hagyományos primermotoros kialakítású (például több megawatt teljesítményű gázdugattyús motorral) kombinált hőerőmű és egy Tesla turbina (például gőz változatban gázdugattyús motor gőzkipufogógáz-kazánjáról történő működés).Egy másik lehetőség a mikroteljesítményű, azaz legfeljebb 100 kW teljesítményű hőerőművek kísérleti projektjeinek fejlesztése és utólagos megvalósítása. Az ilyen erőművek például nyaralókban és falusi gazdaságokban használhatók. A Tesla turbinák olcsósága és egyszerű működése teszi őket különösen vonzó hőmotorokká. vidéki táj, ahol mindig vannak gondok az erőgépek javításával a karbantartó személyzet képzettsége szempontjából, ami esetleg egyáltalán nem elérhető.
Nem zárható ki egy Tesla-turbinával ellátott, autonóm gőz-mini-CHP létrehozásának lehetősége a fogyasztók egy kis csoportjának elektromos energiával való ellátására egyvezetékes rezonáns távvezetéken keresztül. Változatai Nikola Tesla tudományos örökségének fejlesztései is, hazánkban többször szabadalmaztatták, és továbbra is az Összoroszországi Villamosítási Kutatóintézetben fejlesztik. Mezőgazdaság(VIESH) az Orosz Tudományos Akadémia akadémikusa, Dmitrij Szemenovics Strebkov tudományos felügyelete alatt (D. S. Strebkov, A. I. Nekrasov. Rezonancia átviteli módszerek és alkalmazások elektromos energia/ Szerk. D. S. Strebkova. – 4. kiadás, átdolgozva. és további - M., 2013). Egy ilyen mini-CHP-ből alapvetően lehetséges a fogyasztók hőellátása és szükség esetén hideg biztosítása nem bővített fűtési hálózatokon keresztül. Az elektromos és hőenergia felhalmozására célszerű megfelelő tároló berendezéseket alkalmazni.
Így az energiaátalakítási technológia egy hőmotorban, például a Tesla turbinában, amely korábban nem talált alkalmazásra, új módon valósítható meg jelenlegi szakaszában technológia és termelés fejlesztése. Ma már léteznek és sikeresen alkalmazzák a 3D számítógépes modellezés egyedi technológiáit, majd ezt követi a leendő termékben előforduló fizikai folyamatok numerikus szimulációja. Száz évvel ezelőtt ez elképzelhetetlen lett volna. A Tesla turbinák CAD használatával történő tervezésekor ez a folyamat termelékenyebb lesz.
