टेस्ला टर्बाइन: Difference between revisions

From Vigyanwiki
No edit summary
No edit summary
 
(5 intermediate revisions by 3 users not shown)
Line 1: Line 1:
{{short description|Bladeless centripetal flow turbine}}
{{short description|Bladeless centripetal flow turbine}}
{{Tone|date=June 2019}}
{{Tone|date=June 2019}}
{{More citations needed|date=February 2023}}


[[file:Tesla's Turbine.jpg|thumb|[[ निकोला टेस्ला संग्रहालय | निकोला टेस्ला संग्रहालय]] में टेस्ला टर्बाइन]]टेस्ला टरबाइन सन् 1913 में [[ निकोला टेस्ला |निकोला टेस्ला]] द्वारा ब्लेडलेस सेंट्रीपेटल फ्लो टरबाइन का [[ टेस्ला पेटेंट |टेस्ला पेटेंट]] है।<ref name= US patent|1061206 /> जिसे ''ब्लेडलेस [[ टर्बाइन |टर्बाइन]]'' कहा जाता है।
[[file:Tesla's Turbine.jpg|thumb|[[ निकोला टेस्ला संग्रहालय | निकोला टेस्ला संग्रहालय]] में टेस्ला टर्बाइन]]टेस्ला टरबाइन सन् 1913 में [[ निकोला टेस्ला |निकोला टेस्ला]] द्वारा ब्लेडलेस सेंट्रीपेटल फ्लो टरबाइन का [[ टेस्ला पेटेंट |टेस्ला पेटेंट]] है। जिसे ''ब्लेडलेस [[ टर्बाइन |टर्बाइन]]'' कहा जाता है।<ref>{{Cite patent|number=US1061206A|title=Turbine|gdate=1913-05-06|invent1=Tesla|inventor1-first=Nikola|url=https://patents.google.com/patent/US1061206/en}}</ref>


टेस्ला टर्बाइन को ''बाउंड्री-लेयर टर्बाइन'', ''कोहेशन-टाइप टर्बाइन'', और ''प्रांटल-लेयर टर्बाइन'' ([[ लुडविग प्रांटल | लुडविग प्रांटल]] के पश्चात) के नाम से भी जाना जाता है क्योंकि यह बाउंड्री-लेयर प्रभाव का उपयोग करता है और पारंपरिक टर्बाइन के रूप में ब्लेड पर द्रव के प्रभाव का उपयोग नहीं करता हैं। बायोइंजीनियरिंग शोधकर्ताओं ने इसे बहु-डिस्क केन्द्रापसारक पंप के रूप में संदर्भित किया है।<ref name="Miller-Sidhu-Fink-Etter" /><ref name="Miller-Fink" />
टेस्ला टर्बाइन को ''बाउंड्री-लेयर टर्बाइन'', ''कोहेशन-टाइप टर्बाइन'', और ''प्रांटल-लेयर टर्बाइन'' ([[ लुडविग प्रांटल | लुडविग प्रांटल]] के पश्चात) के नाम से भी जाना जाता है क्योंकि यह बाउंड्री-लेयर प्रभाव का उपयोग करता है और पारंपरिक टर्बाइन के रूप में ब्लेड पर द्रव के प्रभाव का उपयोग नहीं करता हैं। बायोइंजीनियरिंग शोधकर्ताओं ने इसे बहु-डिस्क केन्द्रापसारक पंप के रूप में संदर्भित किया है।<ref name="Miller-Sidhu-Fink-Etter" /><ref name="Miller-Fink" />
Line 18: Line 19:
जब टेस्ला टरबाइन शाफ्ट पर लोड लगाया जाता है तो यह धीमा हो जाता है, अर्थात डिस्क की सापेक्ष गति में तरल पदार्थ के रूप में इसका मान बढ़ जाता है, कम से कम मात्रा होने पर इसकी कोणीय गति को यह निरंतर रखता है। उदाहरण के लिए, a में {{convert|10|cm|abbr=on}} त्रिज्या का उपयोग किया जाता हैं जहां 9000 आरपीएम पर परिधीय डिस्क की गति {{convert|90|m/s|abbr=on}} होती है , जब रोटर पर कोई भार नहीं होता है, तो डिस्क द्रव के समान गति से चलती है, लेकिन जब रोटर लोड होता है, तब इस स्थिति में सापेक्ष वेग अंतर (एससीएस और धातु डिस्क के बीच) {{convert|45|m/s|abbr=on}} से बढ़ जाता है और एससीएस के सापेक्ष रोटर की गति 45 मीटर/सेकेंड हो जाती हैं। इसकाऐसागतिशील वातावरण होता है, और ये डेल्टा गति समय के साथ इन मूल्यों तक पहुँचती है। यहां हमें यह ध्यान देना होगा कि तरल पदार्थ उच्च सापेक्ष वेगों पर ठोस पिंडों की तरह व्यवहार करना प्रारम्भ कर देते हैं, और टीटी की स्थिति में, हमें अतिरिक्त दबाव को भी ध्यान में रखना होगा। स्टीम बॉयलरों पर प्राचीन साहित्य के अनुसार, यह कहा जाता है कि उच्च दबाव स्रोत से उत्पन्न उच्च गति पर भाप स्टील को उसी तरह काटती है जिस प्रकार चाकू मक्खन को काटता है।{{Citation needed|date=February 2018}} इस तर्क के अनुसार, डिस्क के चेहरों की ओर यह दबाव और सापेक्ष वेग, भाप को डिस्क धातु सतहों पर खींचने वाले ठोस अवस्था (एससीएस) के समान व्यवहार करना प्रारम्भ कर देना चाहिए। निर्मित घर्षण केवल डिस्क पर और एससीएस में सीधे अतिरिक्त गर्मी उत्पन्न कर सकता है और परिधीय परत में सबसे अधिक स्पष्ट होगा, जहां धातु डिस्क और एससीएस डिस्क के बीच सापेक्ष वेग उच्चतम होता है। एससीएस डिस्क और टर्बाइन डिस्क के बीच घर्षण के कारण तापमान में यह वृद्धि, एससीएस तापमान में वृद्धि के लिए अनुवादित होगी, और इससे एससीएस भाप का विस्तार होगा और धातु डिस्क के साथ-साथ रेडियल रूप से दबाव में वृद्धि होगी। रोटेशन की धुरी पर (एससीएस विस्तार करने की प्रयास कर रहा है, अतिरिक्त गर्मी ऊर्जा को अवशोषित करने के लिए), और इसलिए यह द्रव गतिशील मॉडल धातु डिस्क पर शक्तिपूर्वक खींचने और फलस्वरूप रोटेशन के अक्ष पर टोक़ को बढ़ाने के लिए सकारात्मक प्रतिक्रिया प्रतीत होता है।{{Citation needed|date=July 2021}}
जब टेस्ला टरबाइन शाफ्ट पर लोड लगाया जाता है तो यह धीमा हो जाता है, अर्थात डिस्क की सापेक्ष गति में तरल पदार्थ के रूप में इसका मान बढ़ जाता है, कम से कम मात्रा होने पर इसकी कोणीय गति को यह निरंतर रखता है। उदाहरण के लिए, a में {{convert|10|cm|abbr=on}} त्रिज्या का उपयोग किया जाता हैं जहां 9000 आरपीएम पर परिधीय डिस्क की गति {{convert|90|m/s|abbr=on}} होती है , जब रोटर पर कोई भार नहीं होता है, तो डिस्क द्रव के समान गति से चलती है, लेकिन जब रोटर लोड होता है, तब इस स्थिति में सापेक्ष वेग अंतर (एससीएस और धातु डिस्क के बीच) {{convert|45|m/s|abbr=on}} से बढ़ जाता है और एससीएस के सापेक्ष रोटर की गति 45 मीटर/सेकेंड हो जाती हैं। इसकाऐसागतिशील वातावरण होता है, और ये डेल्टा गति समय के साथ इन मूल्यों तक पहुँचती है। यहां हमें यह ध्यान देना होगा कि तरल पदार्थ उच्च सापेक्ष वेगों पर ठोस पिंडों की तरह व्यवहार करना प्रारम्भ कर देते हैं, और टीटी की स्थिति में, हमें अतिरिक्त दबाव को भी ध्यान में रखना होगा। स्टीम बॉयलरों पर प्राचीन साहित्य के अनुसार, यह कहा जाता है कि उच्च दबाव स्रोत से उत्पन्न उच्च गति पर भाप स्टील को उसी तरह काटती है जिस प्रकार चाकू मक्खन को काटता है।{{Citation needed|date=February 2018}} इस तर्क के अनुसार, डिस्क के चेहरों की ओर यह दबाव और सापेक्ष वेग, भाप को डिस्क धातु सतहों पर खींचने वाले ठोस अवस्था (एससीएस) के समान व्यवहार करना प्रारम्भ कर देना चाहिए। निर्मित घर्षण केवल डिस्क पर और एससीएस में सीधे अतिरिक्त गर्मी उत्पन्न कर सकता है और परिधीय परत में सबसे अधिक स्पष्ट होगा, जहां धातु डिस्क और एससीएस डिस्क के बीच सापेक्ष वेग उच्चतम होता है। एससीएस डिस्क और टर्बाइन डिस्क के बीच घर्षण के कारण तापमान में यह वृद्धि, एससीएस तापमान में वृद्धि के लिए अनुवादित होगी, और इससे एससीएस भाप का विस्तार होगा और धातु डिस्क के साथ-साथ रेडियल रूप से दबाव में वृद्धि होगी। रोटेशन की धुरी पर (एससीएस विस्तार करने की प्रयास कर रहा है, अतिरिक्त गर्मी ऊर्जा को अवशोषित करने के लिए), और इसलिए यह द्रव गतिशील मॉडल धातु डिस्क पर शक्तिपूर्वक खींचने और फलस्वरूप रोटेशन के अक्ष पर टोक़ को बढ़ाने के लिए सकारात्मक प्रतिक्रिया प्रतीत होता है।{{Citation needed|date=July 2021}}
== डिजाइन ==
== डिजाइन ==
[[file:Tesla turbine system.png|thumb|टेस्ला टरबाइन सिस्टम का दृश्य]]
 
[[file:TeslaTurbineOriginal.png|thumb|टेस्ला टरबाइन ब्लेडलेस डिज़ाइन का दृश्य]]टेस्ला टर्बाइन को विकसित करने के लिए मार्गदर्शक विचार यह तथ्य है कि उच्चतम दक्षता प्राप्त करने के लिए, तरल पदार्थ के वेग और दिशा में परिवर्तन जितना संभव हो उतना धीरे-धीरे होना चाहिए। <ref>US Patent|1061206</ref> इसलिए, प्रोपेलिंग टेस्ला टरबाइन का द्रव प्राकृतिक पथों या कम से कम प्रतिरोध की धारारेखाओं में चलता है।
[[file:TeslaTurbineOriginal.png|thumb|टेस्ला टरबाइन ब्लेडलेस डिज़ाइन का दृश्य]]टेस्ला टर्बाइन को विकसित करने के लिए मार्गदर्शक विचार यह तथ्य है कि उच्चतम दक्षता प्राप्त करने के लिए, तरल पदार्थ के वेग और दिशा में परिवर्तन जितना संभव हो उतना धीरे-धीरे होना चाहिए। इसलिए, प्रोपेलिंग टेस्ला टरबाइन का द्रव प्राकृतिक पथों या कम से कम प्रतिरोध की धारारेखाओं में चलता है।


एक टेस्ला टर्बाइन में चिकनी डिस्क का ऐसा समूह होता है, जिसमें नलिकाएं डिस्क के किनारे पर गतिशील तरल पदार्थ लगाती हैं। द्रव चिपचिपाहट और द्रव की सतह परत के [[ आसंजन |आसंजन]] के माध्यम से डिस्क पर ड्रैग करता है। चूंकि द्रव धीमा हो जाता है और डिस्क में ऊर्जा जोड़ता है, यह केंद्र निकास में सर्पिल होता है। चूंकि [[ रोटर (टरबाइन) |रोटर (टरबाइन)]] का कोई अनुमान नहीं है, यह बहुत शक्तिशाली है।
एक टेस्ला टर्बाइन में चिकनी डिस्क का ऐसा समूह होता है, जिसमें नलिकाएं डिस्क के किनारे पर गतिशील तरल पदार्थ लगाती हैं। द्रव चिपचिपाहट और द्रव की सतह परत के [[ आसंजन |आसंजन]] के माध्यम से डिस्क पर ड्रैग करता है। चूंकि द्रव धीमा हो जाता है और डिस्क में ऊर्जा जोड़ता है, यह केंद्र निकास में सर्पिल होता है। चूंकि [[ रोटर (टरबाइन) |रोटर (टरबाइन)]] का कोई अनुमान नहीं है, यह बहुत शक्तिशाली है।
Line 67: Line 68:


{{reflist|refs=
{{reflist|refs=
<ref name="US patent|1061206">{{US patent|1061206}}.</ref>
</ref>
<ref name="Miller-Sidhu-Fink-Etter">{{Cite journal | doi = 10.1111/j.1525-1594.1993.tb00599.x | last1 = Miller | first1 = G. E. | last2 = Sidhu | first2 = A | last3 = Fink | first3 = R. | last4 = Etter | first4 = B. D. | year = 1993 | title = July). Evaluation of a multiple disk centrifugal pump as an artificial ventricle | journal = Artificial Organs | volume = 17 | issue = 7| pages = 590–592 | pmid = 8338431 }}</ref>
<ref name="Miller-Sidhu-Fink-Etter">{{Cite journal | doi = 10.1111/j.1525-1594.1993.tb00599.x | last1 = Miller | first1 = G. E. | last2 = Sidhu | first2 = A | last3 = Fink | first3 = R. | last4 = Etter | first4 = B. D. | year = 1993 | title = July). Evaluation of a multiple disk centrifugal pump as an artificial ventricle | journal = Artificial Organs | volume = 17 | issue = 7| pages = 590–592 | pmid = 8338431 }}</ref>
<ref name="Miller-Fink">{{Cite journal | doi = 10.1046/j.1525-1594.1999.06403.x | last1 = Miller | first1 = G. E. | last2 = Fink | first2 = R. | year = 1999 | title = June). Analysis of optimal design configurations for a multiple disk centrifugal blood pump | journal = Artificial Organs | volume = 23 | issue = 6| pages = 559–565 | pmid = 10392285 }}</ref>
<ref name="Miller-Fink">{{Cite journal | doi = 10.1046/j.1525-1594.1999.06403.x | last1 = Miller | first1 = G. E. | last2 = Fink | first2 = R. | year = 1999 | title = June). Analysis of optimal design configurations for a multiple disk centrifugal blood pump | journal = Artificial Organs | volume = 23 | issue = 6| pages = 559–565 | pmid = 10392285 }}</ref>
Line 124: Line 125:
[[Category:Commons category link is locally defined]]
[[Category:Commons category link is locally defined]]
[[Category:Created On 20/01/2023]]
[[Category:Created On 20/01/2023]]
[[Category:Lua-based templates]]
[[Category:Machine Translated Page]]
[[Category:Pages with broken file links]]
[[Category:Pages with reference errors]]
[[Category:Pages with script errors]]
[[Category:Short description with empty Wikidata description]]
[[Category:Templates Vigyan Ready]]
[[Category:Templates that add a tracking category]]
[[Category:Templates that generate short descriptions]]
[[Category:Templates using TemplateData]]
[[Category:Webarchive template wayback links]]
[[Category:Wikipedia articles with style issues from June 2019]]

Latest revision as of 10:25, 14 August 2023

निकोला टेस्ला संग्रहालय में टेस्ला टर्बाइन

टेस्ला टरबाइन सन् 1913 में निकोला टेस्ला द्वारा ब्लेडलेस सेंट्रीपेटल फ्लो टरबाइन का टेस्ला पेटेंट है। जिसे ब्लेडलेस टर्बाइन कहा जाता है।[1]

टेस्ला टर्बाइन को बाउंड्री-लेयर टर्बाइन, कोहेशन-टाइप टर्बाइन, और प्रांटल-लेयर टर्बाइन ( लुडविग प्रांटल के पश्चात) के नाम से भी जाना जाता है क्योंकि यह बाउंड्री-लेयर प्रभाव का उपयोग करता है और पारंपरिक टर्बाइन के रूप में ब्लेड पर द्रव के प्रभाव का उपयोग नहीं करता हैं। बायोइंजीनियरिंग शोधकर्ताओं ने इसे बहु-डिस्क केन्द्रापसारक पंप के रूप में संदर्भित किया है।[2][3]

इस टर्बाइन को लागू करने के लिए टेस्ला की इच्छा भू-तापीय शक्ति को उपयोग करने की थी, जिसका वर्णन हमारी भविष्य की प्रेरक शक्ति में किया गया हैं।[4]

सिद्धांत

पंप में, केन्द्रापसारक बल के कारण रेडियल या स्थिर दबाव, स्पर्शरेखा या गतिशील (दबाव) में जोड़ा जाता है, इस प्रकार प्रभावी सिर को बढ़ाता है और द्रव के निष्कासन में सहायता करता है। मोटर में, इसके विपरीत, पहले नामित दबाव, आपूर्ति के विपरीत होने के कारण, प्रभावी सिर और केंद्र की ओर रेडियल प्रवाह के वेग को कम करता है। फिर से, प्रोपेल्ड मशीन में एक बड़ा टॉर्क हमेशा वांछनीय होता है, यह डिस्क की संख्या में वृद्धि और पृथक्करण की छोटी दूरी की मांग करता है, जबकि प्रोपेलिंग मशीन में, कई आर्थिक कारणों से, रोटरी प्रयास सबसे छोटा और गति सबसे बड़ा व्यावहारिक होना चाहिए।

— निकोला टेस्ला[5]

मानक भाप टर्बाइनों में, भाप और ब्लेड की सापेक्ष गति के बीच अंतर के कारण, भाप की गति से ऊर्जा निकालने के लिए भाप को रोटर के लिए ब्लेड पर दबाना पड़ता है। ब्लेड वाले भाप टर्बाइन में, ब्लेड को टरबाइन के कार्य की इष्टतम गति व्यवस्था में सावधानी से उन्मुख होना चाहिए, जिससे कि ब्लेड सतह क्षेत्र में भाप के आक्रमण के कोण को कम किया जा सके। उनके शब्दों में, इष्टतम शासन में, ब्लेड का अभिविन्यास उस कोण (ब्लेड पिच) को कम करने की प्रयास कर रहा है जिसके साथ भाप अपनी सतह क्षेत्र को क्षति पहुंचा रही है, जैसा कि चिकनी भाप प्रवाह बनाने के लिए या अशांति को कम करने का प्रयास करने के लिए उपयोग किया जाता हैं। ये भंवर ब्लेड की सतह पर भाप के प्रभाव (चूंकि इष्टतम टर्बाइन गति में न्यूनतम कोण) की प्रतिक्रिया में बनाए गए हैं। इस गतिशीलता में, सर्वप्रथम एडीज उपयोगी ऊर्जा की हानि होती है जिसे प्रणाली से बहिष्कृत कर दिया जाता है, और दूसरा ये विपरीत दिशाओं में से आने वाली भाप प्रवाह की ऊर्जा को घटाते हैं।[citation needed]

टेस्ला टरबाइन में, यह देखते हुए कि प्रभावित होने के लिए कोई ब्लेड नहीं हैं, प्रतिक्रिया बलों के यांत्रिकी अलग हैं। प्रतिक्रिया बल, भाप के सिर के दबाव के लिए, वास्तव में टरबाइन की परिधि के साथ भाप दबाव बेल्ट के रूप में अपेक्षाकृत तेज़ी से बनाता है। उपयुक्त बेल्ट सबसे घना है, और दबाव के रूप में परिधि में दबाव बनाता है, रोटर के लोड न होने पर आने वाली भाप के दबाव से इसका मान बहुत कम नहीं होगा। सामान्य परिचालन मोड में, परिधीय दबाव, जैसा कि टेस्ला ने उल्लेख किया गया है, बीईएमएफ ( काउंटर-इलेक्ट्रोमोटिव बल ) की भूमिका निभाता है, इस प्रकार यह आने वाली धारा के प्रवाह को सीमित करता है, और इस प्रकार टेस्ला टरबाइन को स्वशासी कहा जाता है। जब रोटर लोड के अधीन नहीं होता है तो स्टीम कंप्रेस्ड स्पाइरल (एससीएस, डिस्क के बीच सर्पिल रूप से घूमने वाली स्टीम) और डिस्क के बीच सापेक्ष गति न्यूनतम होती है।[citation needed]

जब टेस्ला टरबाइन शाफ्ट पर लोड लगाया जाता है तो यह धीमा हो जाता है, अर्थात डिस्क की सापेक्ष गति में तरल पदार्थ के रूप में इसका मान बढ़ जाता है, कम से कम मात्रा होने पर इसकी कोणीय गति को यह निरंतर रखता है। उदाहरण के लिए, a में 10 cm (3.9 in) त्रिज्या का उपयोग किया जाता हैं जहां 9000 आरपीएम पर परिधीय डिस्क की गति 90 m/s (300 ft/s) होती है , जब रोटर पर कोई भार नहीं होता है, तो डिस्क द्रव के समान गति से चलती है, लेकिन जब रोटर लोड होता है, तब इस स्थिति में सापेक्ष वेग अंतर (एससीएस और धातु डिस्क के बीच) 45 m/s (150 ft/s) से बढ़ जाता है और एससीएस के सापेक्ष रोटर की गति 45 मीटर/सेकेंड हो जाती हैं। इसकाऐसागतिशील वातावरण होता है, और ये डेल्टा गति समय के साथ इन मूल्यों तक पहुँचती है। यहां हमें यह ध्यान देना होगा कि तरल पदार्थ उच्च सापेक्ष वेगों पर ठोस पिंडों की तरह व्यवहार करना प्रारम्भ कर देते हैं, और टीटी की स्थिति में, हमें अतिरिक्त दबाव को भी ध्यान में रखना होगा। स्टीम बॉयलरों पर प्राचीन साहित्य के अनुसार, यह कहा जाता है कि उच्च दबाव स्रोत से उत्पन्न उच्च गति पर भाप स्टील को उसी तरह काटती है जिस प्रकार चाकू मक्खन को काटता है।[citation needed] इस तर्क के अनुसार, डिस्क के चेहरों की ओर यह दबाव और सापेक्ष वेग, भाप को डिस्क धातु सतहों पर खींचने वाले ठोस अवस्था (एससीएस) के समान व्यवहार करना प्रारम्भ कर देना चाहिए। निर्मित घर्षण केवल डिस्क पर और एससीएस में सीधे अतिरिक्त गर्मी उत्पन्न कर सकता है और परिधीय परत में सबसे अधिक स्पष्ट होगा, जहां धातु डिस्क और एससीएस डिस्क के बीच सापेक्ष वेग उच्चतम होता है। एससीएस डिस्क और टर्बाइन डिस्क के बीच घर्षण के कारण तापमान में यह वृद्धि, एससीएस तापमान में वृद्धि के लिए अनुवादित होगी, और इससे एससीएस भाप का विस्तार होगा और धातु डिस्क के साथ-साथ रेडियल रूप से दबाव में वृद्धि होगी। रोटेशन की धुरी पर (एससीएस विस्तार करने की प्रयास कर रहा है, अतिरिक्त गर्मी ऊर्जा को अवशोषित करने के लिए), और इसलिए यह द्रव गतिशील मॉडल धातु डिस्क पर शक्तिपूर्वक खींचने और फलस्वरूप रोटेशन के अक्ष पर टोक़ को बढ़ाने के लिए सकारात्मक प्रतिक्रिया प्रतीत होता है।[citation needed]

डिजाइन

टेस्ला टरबाइन ब्लेडलेस डिज़ाइन का दृश्य

टेस्ला टर्बाइन को विकसित करने के लिए मार्गदर्शक विचार यह तथ्य है कि उच्चतम दक्षता प्राप्त करने के लिए, तरल पदार्थ के वेग और दिशा में परिवर्तन जितना संभव हो उतना धीरे-धीरे होना चाहिए। इसलिए, प्रोपेलिंग टेस्ला टरबाइन का द्रव प्राकृतिक पथों या कम से कम प्रतिरोध की धारारेखाओं में चलता है।

एक टेस्ला टर्बाइन में चिकनी डिस्क का ऐसा समूह होता है, जिसमें नलिकाएं डिस्क के किनारे पर गतिशील तरल पदार्थ लगाती हैं। द्रव चिपचिपाहट और द्रव की सतह परत के आसंजन के माध्यम से डिस्क पर ड्रैग करता है। चूंकि द्रव धीमा हो जाता है और डिस्क में ऊर्जा जोड़ता है, यह केंद्र निकास में सर्पिल होता है। चूंकि रोटर (टरबाइन) का कोई अनुमान नहीं है, यह बहुत शक्तिशाली है।

टेस्ला ने लिखा: यह टर्बाइन कुशल सेल्फ-स्टार्टिंग प्राइम मूवर है जिसे निर्माण में बदलाव के बिना भाप या मिश्रित द्रव टर्बाइन के रूप में संचालित किया जा सकता है और इस कारण यह बहुत सुविधाजनक है। टर्बाइन से मामूली विचलन, जैसा कि प्रत्येक स्थिति में इसकी अलग अलग परिस्थितियों द्वारा तय किया जाता है, जो स्वयं सुझाव देगा लेकिन यदि इसे इन सामान्य लाइनों पर किया जाता है तो यह भाप संयंत्र के स्वामित्व के लिए अपने प्राचीन स्थापना के उपयोग की अनुमति देते हुए अत्यधिक लाभदायक होगा। चूंकि, टेस्ला टरबाइन द्वारा भाप से बिजली के विकास में सर्वोत्तम आर्थिक परिणाम विशेष रूप से इस उद्देश्य के लिए अनुकूलित संयंत्रों में प्राप्त किए जाएंगे।[6]

चिकने रोटर डिस्क को मूल रूप से प्रस्तावित किया गया था, लेकिन इनसे खराब स्टार्टिंग टॉर्क मिलता हैं। टेस्ला ने बाद में पाया कि छोटे वाशरों के साथ चिकने रोटर डिस्क, 10″ डिस्क की परिधि के चारों ओर लगभग 12 से 24 स्थानों पर डिस्क को पाटते हैं और उप-व्यास पर 6-12 वाशरों की दूसरी रिंग बिना टॉर्क प्रारम्भ करने में महत्वपूर्ण सुधार के लिए समझौता दक्षता बनाई गई है।

दक्षता और गणना

टेस्ला टरबाइन का परीक्षण

टेस्ला के समय में, पारंपरिक टर्बाइनों की दक्षता कम थी क्योंकि टर्बाइनों ने प्रत्यक्ष ड्राइव प्रणाली का उपयोग किया जो टरबाइन की संभावित गति को गंभीर रूप से सीमित कर देता था। आधुनिक जहाज टर्बाइन में बड़े पैमाने पर यह सम्मलित होते थे और इसमें टर्बाइनों के दर्जनों, या यहां तक ​​कि सैकड़ों चरण सम्मलित थे, फिर भी उनकी कम गति के कारण अत्यधिक कम दक्षता का उत्पादन किया। उदाहरण के लिए, आरएमएस ओलिंपिक और टाइटैनिक पर टर्बाइन का वजन 400 टन से अधिक था, जो प्रति मिनट केवल 165 चक्कर लगाता था, और केवल 6 पाउंड प्रति वर्ग इंच के दबाव पर भाप का उपयोग करता था। इसने इसे मुख्य बिजली संयंत्रों से अपशिष्ट भाप की कटाई तक सीमित कर दिया, जो कि भाप के इंजनों की जोड़ी थी।[7] टेस्ला टर्बाइन उस समय के ब्लेड वाले टर्बाइनों की तुलना में उच्च तापमान वाले गैसों पर भी चल सकती थी, जिसने इसकी अधिक दक्षता में योगदान दिया। आखिरकार, अक्षीय टर्बाइनों को उच्च गति पर संचालित करने की अनुमति देने के लिए गियरिंग दी गई, लेकिन टेस्ला टरबाइन की तुलना में अक्षीय टर्बाइनों की दक्षता बहुत कम हुई हैं।

जैसे-जैसे समय बीतता गया, अक्षीय टर्बाइनों के लिए प्रतिस्पर्धा नाटकीय रूप से अधिक कुशल और शक्तिशाली होती गई, और 1930 के दशक के अधिकांश अत्याधुनिक अमेरिकी नौसैनिक जहाजों में कमी गियर का दूसरा चरण प्रस्तुत किया गया। भाप प्रौद्योगिकी में सुधार ने अमेरिकी नौसेना के विमान वाहकों को सहयोगी और दुश्मन दोनों विमान वाहकों पर गति में स्पष्ट लाभ दिया, और इसलिए सिद्ध अक्षीय भाप टर्बाइन प्रणोदन का पसंदीदा रूप बन गया जब तक कि 1973 का तेल संकट नहीं हुआ। इसने अधिकांश नए नागरिक जहाजों को डीजल इंजनों में परिवर्तित करने के लिए प्रेरित किया गया हैं। उस समय तक अक्षीय भाप टर्बाइनों की दक्षता 50% से अधिक नहीं थी, और इसलिए नागरिक जहाजों ने अपनी उत्तम दक्षता के कारण डीजल इंजनों का उपयोग करना चुना।[8] इस समय तक तुलनात्मक रूप से कुशल टेस्ला टर्बाइन 60 साल से अधिक पुरानी थी।

टेस्ला के डिजाइन ने ब्लेड वाले अक्षीय टर्बाइनों की प्रमुख कमियों को दूर करने का प्रयास किया, और यहां तक ​​कि दक्षता के लिए सबसे कम अनुमान अभी भी नाटकीय रूप से दिन के अक्षीय भाप टर्बाइनों की दक्षता से उत्तम प्रदर्शन करते हैं। चूंकि, अधिक आधुनिक इंजनों के खिलाफ परीक्षण में, टेस्ला टरबाइन में समकालीन भाप टर्बाइनों के नीचे और समकालीन प्रत्यागामी भाप इंजनों के नीचे विस्तार क्षमताएं थीं। यह अन्य समस्याओं से ग्रस्त है, जैसे कतरनी हानि और प्रवाह प्रतिबंध, लेकिन यह वजन और मात्रा में अपेक्षाकृत भारी कमी से आंशिक रूप से ऑफसेट है। टेस्ला के कुछ टर्बाइन लाभ अपेक्षाकृत कम प्रवाह दर अनुप्रयोगों में या जब छोटे अनुप्रयोगों के लिए कहा जाता है। डिस्क को किनारों पर जितना संभव हो उतना पतला होना चाहिए जिससे कि द्रव डिस्क से बाहर निकलते समय अशांति का परिचय न दे सके। यह प्रवाह दर बढ़ने पर डिस्क की संख्या बढ़ाने की आवश्यकता का अनुवाद करता है। इस प्रणाली में अधिकतम दक्षता तब आती है जब इंटर-डिस्क स्पेसिंग सीमा परत की मोटाई का अनुमान लगाती है, और चूंकि सीमा परत की मोटाई चिपचिपाहट और दबाव पर निर्भर होती है, यह प्रमाण है कि विभिन्न प्रकार के ईंधन और तरल पदार्थों के लिए एकल डिजाइन की कुशलता से गलत उपयोग किया जा सकता है। टेस्ला टरबाइन पारंपरिक टरबाइन से केवल शाफ्ट में ऊर्जा स्थानांतरित करने के लिए उपयोग की जाने वाली तंत्र में भिन्न होती है। विभिन्न विश्लेषण प्रदर्शित करते हैं कि दक्षता बनाए रखने के लिए डिस्क के बीच प्रवाह दर को अपेक्षाकृत कम रखा जाना चाहिए। कथित तौर पर, टेस्ला टरबाइन की दक्षता बढ़े हुए भार के साथ गिरती है। हल्के भार के अनुसार, सेवन से निकास तक जाने वाले द्रव द्वारा लिया गया सर्पिल तंग सर्पिल है, जो कई घुमावों से गुजर रहा है। लोड के अनुसार, घुमावों की संख्या कम हो जाती है, और सर्पिल उत्तरोत्तर छोटा होता जाता है।[citation needed] इससे कतरनी के कारण हानि में वृद्धि होगी और दक्षता में भी कमी आएगी क्योंकि गैस कम दूरी के लिए डिस्क के संपर्क में है।

टेस्ला टरबाइन पकड़ेऐसाव्यक्ति का चित्र

टर्बाइन दक्षता ( दबाव में समान परिवर्तन के लिए तापीय धारिता में आदर्श परिवर्तन और वास्तविक एन्थैल्पी के अनुपात के रूप में परिभाषित)[citation needed]) गैस टेस्ला टरबाइन का 60% से ऊपर होने का अनुमान है।[citation needed] टर्बाइन दक्षता टर्बाइन का उपयोग कर इंजन की चक्र दक्षता से अलग कर दिया जाता है। अक्षीय टर्बाइन जो आज भाप संयंत्रों या जेट इंजनों में कार्य करते हैं, उनकी दक्षता 90% से अधिक है।[9] यह संयंत्र या इंजन की चक्र क्षमता से अलग है, जो लगभग 25% और 42% के बीच है, और किसी भी अपरिवर्तनीयता द्वारा कार्नाट चक्र दक्षता से कम होने तक सीमित है। टेस्ला ने प्रमाण किया कि उनके उपकरण का भाप संस्करण लगभग 95% दक्षता प्राप्त करेगा।[10][11] ऊष्मागतिकी दक्षताऐसाउपाय है कि यह आइसेंट्रोपिक प्रक्रिया की तुलना में कितना अच्छा प्रदर्शन करता है। यह वास्तविक कार्य इनपुट/आउटपुट के लिए आदर्श का अनुपात है।

1950 के दशक में, वारेन राइस ने टेस्ला के प्रयोगों को फिर से बनाने का प्रयास किया, लेकिन उन्होंने इन प्रारम्भिक परीक्षणों को टेस्ला के पेटेंट डिजाइन के अनुरूप सख्ती से बनाए गए पंप पर नहीं किया (यह अन्य बातों के अतिरिक्त, टेस्ला मल्टीपल स्टेज्ड टर्बाइन नहीं था और न ही इसमें टेस्ला के पास था नोजल)।[12] चावल प्रयोग एकल-चरण प्रणाली कार्यशील द्रव वायु था। चावल की परीक्षण टर्बाइन, जैसा कि प्रारम्भिक रिपोर्टों में प्रकाशित किया गया था, ने एकल चरण के लिए 36–41% की समग्र मापी गई दक्षता का उत्पादन किया।[12] टेस्ला द्वारा मूल रूप से प्रस्तावित के रूप में डिजाइन किए जाने पर उच्च दक्षता की उम्मीद की जाएगी।

टेस्ला टर्बाइन के साथ अपने अंतिम कार्य में और अपनी सेवानिवृत्ति से ठीक पहले प्रकाशित, राइस ने कई डिस्क टर्बाइनों में मॉडल लामिनार प्रवाह का थोक-पैरामीटर विश्लेषण किया गया था। इस डिजाइन के लिए रोटर दक्षता (समग्र उपकरण दक्षता के विपरीत) के लिए बहुत ही उच्च प्रमाण 1991 में प्रकाशित किया गया था जिसका शीर्षक टेस्ला टर्बोमशीनरी था।[13] इस पेपर के अनुसार:-

विश्लेषणात्मक परिणामों के उचित उपयोग के साथ, लामिनार प्रवाह का उपयोग कर रोटर दक्षता 95% से भी अधिक, बहुत अधिक हो सकती है। चूंकि, उच्च रोटर दक्षता प्राप्त करने के लिए, प्रवाह संख्या को छोटा किया जाना चाहिए जिसका अर्थ है कि बड़ी संख्या में डिस्क का उपयोग करने की कीमत पर उच्च रोटर दक्षता प्राप्त की जाती है और इसलिए शारीरिक रूप से बड़ा रोटर होता है। प्रवाह दर संख्या के प्रत्येक मूल्य के लिए अधिकतम दक्षता के लिए रेनॉल्ड्स संख्या का एक इष्टतम मूल्य है। सामान्य तरल पदार्थों के साथ, आवश्यक डिस्क रिक्ति बहुत कम होती है, जिसके कारण [रोटर्स का उपयोग] लामिनार प्रवाह एक निर्धारित थ्रूफ्लो दर के लिए बड़ा और भारी होता है। लैमिनार-फ्लो रोटर्स का उपयोग करते हुए टेस्ला-प्रकार के तरल पंपों की व्यापक जांच की गई है। यह पाया गया कि रोटर दक्षता उच्च होने पर भी समग्र पंप दक्षता कम थी क्योंकि रोटर के प्रवेश और निकास पर होने वाले हानि पहले बताए गए थे।

— [14]: 4 

आधुनिक मल्टी-स्टेज ब्लेड टर्बाइन सामान्यतः 60-70% दक्षता तक पहुंचते हैं, जबकि बड़े भाप टर्बाइन अधिकांशतः अभ्यास में 90% से अधिक टरबाइन दक्षता दिखाते हैं। सामान्य तरल पदार्थ (भाप, गैस और पानी) के साथ उचित आकार की वॉल्यूट (पंप) रोटर-मिलान वाली टेस्ला-प्रकार की मशीनों से भी 60-70% के आसपास और संभवतः अधिक क्षमता दिखाने की उम्मीद की जाएगी।[14]

अनुप्रयोग

File:TeslaTurbine-00.png
एक टेस्ला टर्बाइन जिसके शीर्ष को हटा दिया गया है

टेस्ला के पेटेंट में कहा गया है कि उपकरण तरल पदार्थ के उपयोग के लिए प्रेरक एजेंट के रूप में था, जैसा कि प्रणोदन या तरल पदार्थ के संपीड़न (भौतिक) से अलग है (चूंकि इसका उपयोग उन उद्देश्यों के लिए भी किया जा सकता है)। 2016 तक, टेस्ला टरबाइन का व्यापक व्यावसायिक उपयोग नहीं देखा गया है। चूंकि, टेस्ला पंप 1982 से व्यावसायिक रूप से उपलब्ध है[15] और उन तरल पदार्थों को पंप करने के लिए उपयोग किया जाता है जो घर्षण, चिपचिपा, कतरनी संवेदनशील होते हैं, ठोस पदार्थ होते हैं, या अन्य पंपों के साथ संभालना जटिल होता है। टेस्ला ने स्वयं उत्पादन के लिए बड़ा अनुबंध नहीं खरीदा गया था। मुख्य हानि सामग्री विज्ञान और उच्च तापमान पर व्यवहार का अनुउपयोगी ज्ञान था। इस दिन का सबसे अच्छा धातु विज्ञान ऑपरेशन के समय टर्बाइन डिस्क को चलने और अस्वीकार्य रूप से विकृत होने से नहीं रोक सकता हैं।

संपीड़ित हवा , या भाप टरबाइन (ईंधन दहन या सौर ऊर्जा से गर्मी से उत्पन्न भाप) के साथ वाष्प टरबाइन का उपयोग करके कई उपयोगी प्रयोग किए गए हैं। कार्बन फाइबर जैसी नई सामग्रियों का उपयोग करके डिस्क वार्पिंग में सुधार किया गया है।

उपकरण के लिए प्रस्तावित आवेदन पंप है, कारखानों और मिलों में जहां सामान्य स्टेटर -प्रकार टरबाइन पंप सामान्यतः खराब हो जाते हैं।

मल्टी-डिस्क सेंट्रीफ्यूगल वेंट्रिकुलर असिस्ट उपकरण के रूप में टेस्ला टर्बाइन के अनुप्रयोगों ने निम्न शिखर अपरूपण बल के कारण आशाजनक परिणाम प्राप्त किए हैं।[16]
ऐसे अनुप्रयोगों पर जैवचिकित्सा अभियांत्रिकी अनुसंधान 21वीं सदी में प्रस्तुत किया गया है।[17]

उपकरण पंप के रूप में कार्य करता है यदि डिस्क का समान सेट और अंतर्निहित आकार (टरबाइन के लिए गोलाकार बनाम) के साथ आवास का उपयोग किया जाता है। इस विन्यास में, मोटर शाफ्ट से जुड़ी होती है। द्रव केंद्र के निकट प्रवेश करता है, यह डिस्क द्वारा सक्रिय होता है, फिर परिधि से बाहर निकलता है। टेस्ला टर्बाइन पारंपरिक अर्थों में घर्षण का उपयोग नहीं करता है, ठीक है, यह इससे बचता है और इसके अतिरिक्त आसंजन (Coandă प्रभाव) और चिपचिपाहट का उपयोग करता है। यह डिस्क ब्लेड पर सीमा-परत प्रभाव का उपयोग करता है।

यह भी देखें

संदर्भ

  1. ↑ US1061206A, Tesla, Nikola, "Turbine", issued 1913-05-06 
  2. ↑ Miller, G. E.; Sidhu, A; Fink, R.; Etter, B. D. (1993). "July). Evaluation of a multiple disk centrifugal pump as an artificial ventricle". Artificial Organs. 17 (7): 590–592. doi:10.1111/j.1525-1594.1993.tb00599.x. PMID 8338431.
  3. ↑ Miller, G. E.; Fink, R. (1999). "June). Analysis of optimal design configurations for a multiple disk centrifugal blood pump". Artificial Organs. 23 (6): 559–565. doi:10.1046/j.1525-1594.1999.06403.x. PMID 10392285.
  4. ↑ Nikola Tesla, "Our Future Motive Power".
  5. ↑ "TESLA patent 1,061,206 Turbine".
  6. ↑ Nicola Tesla in British Patent 179,043 on RexResearch.
  7. ↑ Titanic: Building the World's Most Famous Ship By Anton Gill, P121
  8. ↑ The Design of High-Efficiency Turbomachinery and Gas Turbines, David Gordon Wilson, P.15
  9. ↑ Denton, J. D. (1993). "Loss mechanisms in turbomachines". Journal of Turbomachinery. 115 (4): 621–656. doi:10.1115/1.2929299.
  10. ↑ Stearns, E. F., "The Tesla Turbine Archived 2004-04-09 at the Wayback Machine". Popular Mechanics, December 1911. (Lindsay Publications)
  11. ↑ Andrew Lee Aquila, Prahallad Lakshmi Iyengar, and Patrick Hyun Paik, "The Multi-disciplinary Fields of Tesla; bladeless turbine Archived 2006-09-05 at the Wayback Machine". nuc.berkeley.edu.
  12. ↑ 12.0 12.1 "Debunking the Debunker, Don Lancaster Again Puts His Foot In", Tesla Engine Builders Association.
  13. ↑ "Interesting facts about Tesla" Q&A: I've heard stories about the Tesla turbine that cite a figure of 95% efficiency. Do you have any information regarding this claim? And, why haven't these devices been utilized in the mainstream?. 21st Century Books.
  14. ↑ 14.0 14.1 Rice, Warren, "Tesla Turbomachinery". Conference Proceedings of the IV International Tesla Symposium, September 22–25, 1991. Serbian Academy of Sciences and Arts, Belgrade, Yugoslavia. (PDF)
  15. ↑ Discflo Disc Pump Technology Archived February 14, 2009, at the Wayback Machine
  16. ↑ Miller, G. E.; Etter, B. D.; Dorsi, J. M. (1990). "February). A multiple disk centrifugal pump as a blood flow device". IEEE Trans Biomed Eng. 37 (2): 157–163. doi:10.1109/10.46255. PMID 2312140. S2CID 1016308.
  17. ↑ Manning, K. B.; Miller, G. E. (2002). "Flow through an outlet cannula of a rotary ventricular assist device". Artificial Organs. 26 (8): 714–723. doi:10.1046/j.1525-1594.2002.06931_4.x. PMID 12139500.

आगे की पढाई

बाहरी कड़ियाँ

Wikimedia Commons has media related to Tesla turbines.
Retrieved from ‘https://www.vigyanwiki.in/index.php?title=टेस्ला_टर्बाइन&oldid=245315’