IZGLEDA da bi se jednosmjerni ventil za vodu bez pomičnih dijelova koji je prije više od 100 godina izumio Nikola Tesla mogao prilagoditi za pumpanje tekućina oko motora koristeći pritom energiju koja bi inače bila neiskorištena.
Tesla je svoj “ventilni vod” patentirao 1920. godine. Radi se o cijevi zamršenog unutarnjeg dizajna koja prisiljava tekućinu da se kreće u jednome smjeru. Kada voda teče prema petljama, ona usporava te se zaustavlja protok. S druge strane, ako ide u suprotnome smjeru, ne ulazi u petlje i ima slobodan tijek.
“Unutrašnjost cijevi osigurana je proširenjima, udubljenjima, izbočinama i pregradama koje, iako ne pružaju gotovo nikakav otpor prolazu tekućine u jednom smjeru, osim trenja, predstavljaju gotovo neprohodnu prepreku njegovu protoku u suprotnom smjeru”, navodi Tesla pri prijavi patenta.
Napravili repliku
Eksperimentalni fizičar Leif Ristroph sa Sveučilišta New York i njegovi kolege izgradili su 30 centimetara dugu verziju ventila, slijedeći Teslin izvorni plan, i mjerili protok u oba smjera pod različitim pritiscima.
Iako je Tesla tvrdio da njegov ventil može do 200 puta usporiti protok vode u jednom smjeru za razliku od drugog, replika koju su izradili znanstvenici činila je to samo dva puta sporije.
“Bio je vrlo maštovit. Samo je malo nejasno je li on stvarno izradio i testirao taj ventil. Pretpostavljam da jest, ali za to nema dokumentacije”, kazao je Ristroph.
Iako je efikasnost ventila bila puno niža nego što je to tvrdio Tesla, ovaj izum bi i dalje mogao biti jako koristan, piše New Scientist.
Tim je utvrdio da ne postoji razlika u otporu između smjerova protoka pri malim brzinama, ali da se ventil naglo aktivira iznad protoka od oko 1 centimetar u sekundi i značajno se odupire povratnom protoku.
“Ovaj izum je bio poznat i možda se ponegdje koristio ili je bio barem predložen za upotrebu. Ali nitko nikada nije stvarno obavio temeljiti hidrodinamički pregled kako bi shvatio na koji način i koliko dobro funkcionira”, navodi Ristroph.
“Zamislite da imate sustave pumpi za tekućinu koje zapravo koriste vibracije motora”
Ristroph smatra da je Tesla, koji je također patentirao električni pretvarač izmjenične u istosmjernu struju, napravio ventilni vod kako bi učinio istu stvar za dinamiku fluida. Naime, u izmjeničnoj struji elektroni neprestano mijenjaju svoj smjer, ali kada se pretvore u istosmjernu struju onda učinkovito teku u jednome smjeru (petlji).
Njegov tim izradio je prsten Teslinih ventilnih vodova koji oponaša njegov električni pretvarač i otkrio da je uspješno pretvarao oscilirajući tok vode koji ide u dva smjera u stalan protok u jednom smjeru, učinkovito ga pretvarajući u pumpu.
Znanstvenici smatraju da bi ovaj dizajn mogao iskoristiti vibracije u motorima i drugim strojevima za pumpanje goriva, rashladnih tekućina, maziva i ostalih plinova i tekućina.
“Zamislite da imate sustave pumpi za tekućinu koje zapravo koriste vibracije motora. Nema pomičnih dijelova, nema se što slomiti”, rekao je kaže Ristroph.
Istraživanje naziva Early turbulence and pulsatile flows enhance diodicity of Tesla’s macrofluidic valve objavljeno je u časopisu Nature Communications.