Turbin Tesla ditemukan oleh Nikola Tesla, pada tahun 1909. Ini adalah kategori turbin khusus yang tidak memiliki bilah. Tidak seperti turbin lain seperti Kaplan dll, turbin ini memiliki aplikasi yang terbatas dan spesifik. Namun karena pertimbangan desainnya, ini adalah salah satu turbin serbaguna. Penemuannya telah menghasilkan banyak aplikasi teknik utama. Ini bekerja berdasarkan prinsip efek lapisan batas, di mana karena aliran udara, turbin berputar. Bagian terbaik dari turbin ini adalah dapat mencapai efisiensi hingga 80%. Rentang kecepatannya dapat dicapai hingga level 80.000 rpm untuk alat berat bertingkat kecil. Secara khusus, cant turbin ini digunakan di pembangkit listrik beroperasi tetapi dapat digunakan untuk aplikasi umum seperti pompa, dll.

Diagram Turbin Tesla

Struktur dasar turbin Tesla ditunjukkan pada gambar. Ini terdiri dari turbin tanpa pisau yang memiliki input melalui nosel pipa udara. Badan turbin memiliki dua saluran keluar, satu untuk masuknya udara dan yang lainnya untuk keluarnya udara. Selain itu, rotating disc terdiri dari 3 hingga 4 lapisan yang disatukan. Terdapat celah udara tipis di antara lapisan-lapisan yang dilalui udara dengan kecepatan sangat tinggi.

Turbin Tesla

Disk yang berputar memiliki dua muka, muka luar dan muka belakang. Pada kedua aspek tersebut, tidak ada ruang untuk aliran udara di luar badan turbin. Udara hanya bisa masuk melalui pipa hisap dan keluar melalui pipa outlet. Badan turbin terdiri dari beberapa rotor disk yang disatukan. Semua cakram rotor disatukan pada poros bersama di mana cakram dapat berputar.

Ada rumah luar untuk disk yang akan ditempatkan. Disk biasanya dihubungkan melalui baut. Bagian depan dan belakang memiliki port keluaran gas buang yang memungkinkan udara keluar dari badan turbin. Penempatan lubang dilakukan sedemikian rupa sehingga tercipta pusaran udara masuk.

Teori Turbin Tesla

Input ke bilah rotor adalah udara pada tekanan tinggi. Menggunakan selang udara, yang dihubungkan ke saluran masuk turbin , udara masuk ke dalam tubuh yang terdiri dari cakram rotor yang ditempatkan pada poros dan dapat dengan mudah diputar. Saat udara memasuki rumah turbin, udara dipaksa untuk membuat pusaran karena bentuk turbin.

Pusaran berarti massa udara yang berputar-putar seperti di pusaran air atau angin puyuh. Karena terciptanya pusaran, udara dapat berputar dengan kecepatan yang sangat tinggi. Pembentukan pusaran sangat penting karena desain turbin. Font dan bodi penutup belakang turbin ditempatkan sedemikian rupa sehingga udara harus keluar melalui lubang yang ada di penutup depan dan belakang.

Keluarnya udara di alam ini menciptakan pusaran udara. Dan membuat turbin berputar. Ketika molekul udara melewati disk, mereka membuat hambatan pada disk. Tarikan ini menarik turbin ke bawah dan membuatnya berputar. Perlu dicatat bahwa turbin dapat berputar ke dua arah. Itu hanya tergantung pada pipa saluran masuk mana yang digunakan untuk memasukkan udara.

Desain Turbin Tesla

Desainnya terdiri dari dua buah pipa hisap, yang mana salah satunya dihubungkan dengan pipa selang udara. Dari dua saluran masuk, siapa saja dapat digunakan sebagai masukan. Di dalam bodi ditempatkan cakram rotor yang disatukan dengan bantuan baut. Semua cakram ditempatkan pada satu poros bersama yang terhubung ke tubuh luar.

Misalnya jika digunakan sebagai pompa, maka porosnya dihubungkan dengan motor. Terdapat celah udara tipis di antara cakram, tempat udara mengalir dan membuat cakram berputar. Karena adanya celah udara, molekul udara mampu menciptakan gaya hambat pada cakram. Penutup depan dan belakang memiliki 4-5 lubang tempat udara masuk dapat dialirkan ke atmosfer. Lubang-lubang tersebut ditempatkan sedemikian rupa sehingga pusaran tercipta dan udara dapat berputar dengan kecepatan yang sangat tinggi.

Desain Turbin

Karena udara berkecepatan tinggi ini, ia memberikan tarikan kecepatan tinggi pada disk dan membuat disk berputar dengan kecepatan yang sangat tinggi. Celah cakram merupakan salah satu parameter penting untuk desain dan efisiensi turbin. Ukuran celah optimal yang diperlukan untuk mempertahankan lapisan celah bergantung pada kecepatan perifer dari disk.

Perhitungan Desain Turbin

Banyak aspek desain penting untuk mencapai efisiensi tinggi. Beberapa perhitungan desain utama adalah
Fluida kerja atau udara masuk harus memiliki tekanan minimum. Jika itu adalah air, maka tekanannya diperkirakan paling sedikit 1000 kg per meter kubus. Kecepatan perifer harus 10e-6 meter persegi per detik.

Jarak antara cakram dihitung berdasarkan kecepatan sudut dan kecepatan perifer cakram. Itu tergantung pada parameter pollhausen yang secara konstan didasarkan pada kecepatan. Laju aliran untuk setiap disk dihitung sebagai produk dari luas penampang setiap disk dan kecepatan. Berdasarkan data, jumlah disk diperkirakan. Sekali lagi, diameter cakram juga penting untuk memiliki efisiensi yang baik.

Efisiensi Turbin Tesla

Efisiensi diberikan oleh rasio daya poros keluaran terhadap daya poros masukan. Ini dinyatakan sebagai

Efisiensi tergantung pada banyak faktor seperti diameter poros, kecepatan sudu, jumlah sudu, beban yang terhubung ke poros, dll. Secara umum, efisiensi turbin cukup tinggi dibandingkan dengan turbin konvensional lainnya. Untuk aplikasi kecil, efisiensinya bahkan bisa mencapai 97%.

Bagaimana Turbin Bekerja?

Turbin Tesla bekerja berdasarkan konsep lapisan batas. Ini terdiri dari dua saluran masuk. Pada umumnya air udara digunakan sebagai saluran masuk ke turbin. Badan turbin terdiri dari cakram rotor yang disambungkan dengan bantuan baut. Semua disk ditempatkan pada poros yang sama. Badan turbin terdiri dari dua casing, casing depan, dan casing belakang. Di setiap casing terdapat 4 hingga 4 lubang. Semua faktor ini seperti jumlah disk, diameter disk, dll., Memainkan peran penting dalam mengevaluasi efisiensi turbin.

Pekerjaan Turbin

Ketika udara dibiarkan mengalir melalui pipa selang, udara masuk ke badan turbin. Di dalam badan turbin ditempatkan cakram yang saling terhubung satu sama lain. Ada celah udara tipis di antara cakram. Ketika molekul udara memasuki badan turbin, mereka memberikan gaya hambat pada cakram. Karena tarikan ini, cakram mulai berputar.

Casing depan dan belakang terdiri dari lubang-lubang sehingga ketika udara masuk, udara keluar melalui lubang-lubang ini. Lubang ditempatkan sedemikian rupa sehingga pusaran udara atau air terbentuk di dalam badan cakram. Yang menyebabkan udara mengerahkan lebih banyak hambatan pada cakram. Ini menyebabkan disk berputar dengan kecepatan yang sangat tinggi.

“cara membuat pendeteksi serangga buatan sendiri ”

Area kontak antara pusaran dan cakram rendah pada kecepatan rendah. Tetapi seiring bertambahnya kecepatan udara, kontak ini meningkat, yang memungkinkan cakram berputar dengan kecepatan yang sangat tinggi. Gaya sentrifugal dari cakram mencoba mendorong udara keluar. Namun udaranya tidak memiliki jalur kecuali lubang di casing depan dan belakang. Ini membuat udara keluar, dan pusaran menjadi lebih kuat. Kecepatan cakram hampir sama dengan kecepatan aliran udara.

Keuntungan dan Kerugian dari Tesla Turbine

Keuntungannya adalah

Efisiensi yang sangat tinggi
Biaya produksi lebih sedikit
Desain sederhana
Bisa diputar ke dua arah

Kerugiannya adalah

Tidak layak untuk aplikasi daya tinggi
Untuk efisiensi tinggi, laju aliran harus kecil
Efisiensi tergantung pada aliran masuk dan keluar dari fluida kerja.

Aplikasi

Turbin Tesla karena daya keluaran dan spesifikasinya memiliki aplikasi terbatas. Beberapa di antaranya disebutkan di bawah ini.

Kompresi cairan
Pompa
Aplikasi turbin tipe baling-baling
Pompa darah

Oleh karena itu kita telah melihat aspek konstruksi, prinsip kerja, desain, dan aplikasi turbin Tesla. Kelemahan utamanya adalah karena kompak dan ukurannya yang kecil, ia memiliki aplikasi terbatas dibandingkan turbin konvensional seperti turbin Kaplan. Karena efisiensinya sangat tinggi, harus dipikirkan bagaimana caranya Turbin Tesla dapat dibuat untuk memiliki aplikasi utama seperti di pembangkit listrik. Itu akan menjadi dorongan besar bagi tanaman yang efisien rendah.