Válvula de água centenária inventada por Nikola Tesla poderia ter uso moderno

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Válvula tesla

Fluxos simulados através da válvula unidirecional de Nikola Tesla

NYU Applied Math Lab

Uma válvula de água unidirecional sem peças móveis inventada há mais de 100 anos por Nikola Tesla poderia ser adaptada para bombear fluidos em torno de motores usando energia de outra forma desperdiçada.

Tesla patenteou seu “conduíte valvular” em 1920. É essencialmente um tubo com um desenho interno intrincado que força o movimento do fluido em uma direção para voltar a si mesmo em vários pontos ao longo de seu comprimento. Quando a água flui para a boca dos loops, ela se torna turbulenta e diminui a velocidade, interrompendo o fluxo. Mas se você derramar água na outra direção, ela não entra nas curvas e flui livremente.

Leif Ristroph da New York University e seus colegas construíram uma versão de 30 centímetros de comprimento da válvula, seguindo o plano original de Tesla, e mediram o fluxo em ambas as direções em uma variedade de pressões.

Embora Tesla afirmasse em sua patente que a válvula poderia fazer a água fluir 200 vezes mais lenta em uma direção do que na outra, os pesquisadores descobriram que sua versão a tornava apenas duas vezes mais lenta. “Ele era um cara muito imaginativo”, diz Ristroph. “Não está claro se ele realmente o fez e testou. Suspeito que sim, mas não há documentação disso. ”

Embora o efeito tenha sido muito menor do que Tesla afirmava, a válvula ainda é um projeto útil, diz Ristroph, especialmente porque não tem peças móveis e pode ser livre de manutenção.

“Ele é conhecido e tem sido usado em algumas aplicações, ou pelo menos proposto para uso. Mas ninguém nunca havia feito um trabalho hidrodinâmico completo para descobrir como funciona, como funciona bem ”, diz Ristroph.

A equipe descobriu que não havia diferença na resistência entre avanço e reverso em taxas de fluxo baixas. Em vez disso, a válvula é ativada abruptamente acima dos fluxos de cerca de 1 centímetro por segundo e resiste significativamente ao fluxo reverso.

Ristroph acredita que Tesla, que também tinha uma patente para um conversor elétrico CA para CC, concebeu o conduíte valvular para fazer a mesma coisa com correntes de fluido. A eletricidade CA vê os elétrons inverterem constantemente sua direção, mas quando convertidos em CC, eles efetivamente fluem em um loop. Sua equipe fez um anel com as válvulas de água de Tesla para imitar o conversor elétrico de Tesla e descobriu que ele pegava água oscilante espalhada para frente e para trás por um pistão e a convertia em um fluxo constante de água em uma direção – efetivamente transformando-a em uma bomba.

A equipe acredita que o projeto pode aproveitar as vibrações em motores e outras máquinas para bombear combustível, refrigerantes, lubrificantes e outros gases e líquidos.

“Imagine se você tivesse aqueles sistemas de bomba de fluido basicamente pegando a vibração do motor que está lá de qualquer maneira e fazendo-a circular. Não tem partes móveis. Não há nada para quebrar ”, diz Ristroph.

Referência do jornal: Nature Communications, DOI: 10.1038 / s41467-021-23009-y

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