特斯拉涡轮机工作原理，特斯拉涡轮机原理图

我们都知道特斯拉是电动汽车中的领军者了，那么特斯拉涡轮机是什么样的呢？特斯拉涡轮机工作原理是什么呢？下面就随哇啰小编一起来了解一下吧。

特斯拉涡轮机(Tesla turbine)是一种无叶片，由流体剪切力驱动的涡轮机，传奇科学家尼古拉·特斯拉的发明，于1913年取得专利。它被称为无叶片涡轮 ，因为它应用了边界层效应 ，而非传统的用流体直接冲击涡轮叶片。此外，特斯拉涡轮机还被称为“边界层涡轮机(boundary layer turbine)”、“凝聚型涡轮机(cohesion-type turbine)”和“普朗特层涡轮机(Prandtl layer turbine)”(以纪念德国力学大师路德维格·普朗特)。生物工程学研究者将其看作一种“多碟式离心泵(multiple disk centrifugal pump)”。特斯拉曾梦想用它来利用地热发电，成为“我们未来的能源”。

特斯拉涡轮机工作原理

特斯拉涡轮机的原理是流体的边界层效应(boundary layer effect)，流体受黏滞力影响，会在管壁或者其它物体边缘形成一层很薄的边界层，在边界层内，固定表面的流速为0，离表面越远速度越大。利用这个效应就可以让高速运动的液体带动一组圆盘转动。因此它的效率比普通的叶片涡轮机高得多。

特斯拉涡轮机是什么

特斯拉涡轮由一组光滑圆盘组成，盘上有喷嘴向盘边缘持续吹入气流。这种气流会由于流体粘度和气体在表面层的粘滞性而吸附在圆盘上。当气流速度放慢，同时给圆盘施加以能量，气体会作螺旋向心运动并排出。由于转子的表面光滑没有隆起，这个设计极其坚固(普通有叶片的涡轮就可想而知了)。

特斯拉涡轮机原理图

如果一个相似的圆盘和外罩系统具有渐开线的形状(对比圆形的涡轮系统)，该设备可以用作泵。将一个发动机连接到该设备轴上，流体进入中心附近，接收圆盘的能量，散射到四周去。特斯拉涡轮不是在利用摩擦力(虽然通常人们认为是)，确切地说，是在避免摩擦力，并使用附着力(即附壁效应 )和粘度代替。 它利用圆盘“叶片”上的边界层效应。

原本特斯拉的设想是用光滑的圆盘，但这样会使得启动转矩太弱。特斯拉后来发现在直径10英寸的光滑的圆盘转子圆周上12至24处，以及半径处用6至12个垫圈连接起来，能够显著地提高启动转矩，而且不影响效率。

特斯拉在专利中宣称，该装置是用于使用流体作为动力介质，以区别于别的流体推进和压缩装置的专利申请(虽然该设备的确可用于这些用途)。 直至2006年，特斯拉涡轮自发明以来还是没有广泛用于商业用途。 然而特斯拉泵自1982年以来一直市售，用来输送具有腐蚀性，高粘度，高剪切力敏感性，含有固体，或是其他泵难以处理的流体。

特斯拉本人并没有接到过大宗生产合同。 在他那个时代的主要困扰，如前所述，是材料学知识和对高温材料研究的贫乏。 当时最好的冶金技术仍不能防止涡轮盘在运转中的扭曲和变形。

今天，在该领域的许多业余的实验已经在有意使用以压缩空气或蒸汽为动力源的特斯拉涡轮机(蒸汽由燃料燃烧产生的热制造，通常来源于汽车的涡轮增压器或太阳能辐射)。 涡轮圆盘的形变问题已被部分解决，主要是归功于新材料的应用，如使用碳纤维来制造涡轮盘。一个很好的例子是PNGinc公司和国际涡轮与动力有限公司都在他们的特斯拉涡轮设计中用到了碳纤维材料。

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