El estudio prueba la vida útil del dispositivo patentado de 100 años de Tesla

La válvula, inventada hace un siglo por el ingeniero Nikola Tesla, no solo es más funcional de lo que se pensaba, sino que también tiene otras aplicaciones potenciales, como descubrió un equipo de científicos después de realizar una serie de experimentos en réplicas de estructuras de principios del siglo XX.

Sus hallazgos, publicados en la revista Comunicaciones de la naturalezaSugieren que el dispositivo de Tesla, al que llamó “manguera de válvula”, podría usar vibraciones en motores y otra maquinaria para bombear combustible, refrigerante, lubricantes y otros gases y líquidos.

El dispositivo patentado, ahora conocido como válvula Tesla, inspiró estrategias para dirigir corrientes en redes y circuitos de flujo.

“Es notable que este invento de 100 años todavía no se comprenda completamente y pueda ser útil en la tecnología moderna de formas que aún no se han considerado”, explica Leif Ristroph, profesor asociado del Instituto Courant de Ciencias Matemáticas en Nueva York. Universidad y autor principal. “Si bien Tesla es conocido como el mago de las corrientes eléctricas y circuitos electricos, su trabajo menos conocido de controlar los flujos o corrientes de fluidos estaba realmente adelantado a su tiempo “.

La válvula Tesla, una serie de bucles en forma de lágrima conectados entre sí, está diseñada para permitir que el fluido fluya en una sola dirección y sin partes móviles. El dispositivo proporciona una ruta clara para los flujos directos, pero la ruta es más lenta para los flujos inversos, pero la última desventaja en realidad apunta a una ventaja potencial no realizada en circunstancias en las que los flujos deben controlarse en lugar de liberarse.

Para comprender el funcionamiento de las válvulas, Ristroph y sus coautores, Quynh Nguyen, un graduado de física en la Universidad de Nueva York, y Joanna Abouezzi, una estudiante de la Universidad de Nueva York durante su investigación, llevaron a cabo una serie de experimentos en el Laboratorio de Matemáticas Aplicadas de la Universidad de Nueva York. . Aquí, recrearon el diseño de una válvula Tesla y la sometieron a pruebas que midieron su resistencia a fluir en dos direcciones.

En general, encontramos que el dispositivo responde un poco como un interruptor. A tasas de flujo bajas, no hay diferencia en la resistencia al flujo hacia adelante y hacia atrás, pero por encima de una tasa de flujo determinada, el dispositivo “se activa” repentinamente y verifica o contrarresta significativamente el reflujo.

“Lo más importante es que esta inclusión genera flujos turbulentos inversos que” obstruyen “la tubería con vórtices y corrientes perturbadoras”, explica Ristroph. “Es más, la turbulencia se produce a velocidades de flujo mucho más bajas de lo que se ha visto antes con formas de tubo más estándar: velocidades hasta 20 veces más bajas que la turbulencia convencional en un tubo o tubo cilíndrico. Muestra la potencia que tiene para controlar los flujos que se pueden utilizar en muchas aplicaciones “.

Una imagen del trabajo está disponible en Google Drive.

Además, descubrieron que la válvula funciona incluso mejor cuando el flujo no es constante, en forma de pulsos u oscilaciones, que el dispositivo luego transforma en un flujo de salida suave y dirigido. Esta acción de bombeo imita a los convertidores AC-DC que convierten la corriente alterna en corriente continua.

“Creemos que eso es lo que Tesla quiso decir sobre el dispositivo porque estaba pensando en operaciones análogas con corrientes eléctricas”, señala Ristroph. “De hecho, es más conocido por inventar el motor de CA y el convertidor de CA-CC”.

Hoy, dada la capacidad de la válvula para controlar los flujos y generar turbulencias a bajas velocidades, Ristroph ve oportunidades para la invención de Tesla de principios del siglo XX.

“El dispositivo Tesla es una alternativa a la válvula de retención convencional, cuyas partes móviles se desgastan con el tiempo”, explica Ristroph. “Y ahora sabemos que es muy eficaz en la mezcla y se puede utilizar para frenar la vibración de motores y maquinaria para bombear combustible, refrigerante, grasa u otros gases y líquidos”.