Teslavský ventil

Konstrukce Teslavského ventilu pro použití v tepelných trubkách

Teslav ventil je zařízení, které funguje jako pasivní, fluidní ventil . Lze na něj pohlížet jako na druh zpětného ventilu bez pohyblivých mechanických částí. Ventil byl patentován Nikolou Teslou v roce 1916 .

funkčnost

Základní myšlenkou je, že odpor proudění v jednom směru proudění je menší než v opačném směru. Tímto způsobem lze dosáhnout toho, že toku je dán výhodný směr nebo tekutina proudí pouze v jednom směru, to znamená, že je dosažen usměrňovací účinek.

Mechanismus působení Teslavových ventilů je silně závislý na Reynoldsově čísle (a tedy také na velikosti ventilu). U velkých ventilů s turbulentním prouděním a Re > 1700 je funkce ventilu založena hlavně na setrvačných silách . V mikroskopických ventilech s převážně laminárním prouděním a Re ≪ 1000 však dominují síly způsobené viskozitou kapaliny.

Ventil Tesla zcela nepřerušuje tok v opačném směru, ale pouze výrazně zvyšuje odpor proudění. Účinnost ventilu Tesla lze vyjádřit jeho diodicitou:

$${\ displaystyle \ mathrm {Di_ {Valve}} \ cong \ left. {\ frac {\ Delta P_ {r}} {\ Delta P_ {v}}} \ right \ vert _ {\ dot {V}}}$$

. Typické hodnoty pro mikrofluidní teslavské ventily jsou mezi 1 a 2.${\ displaystyle \ Delta P_ {r}}$${\ textstyle \ Delta P_ {v}}$${\ textstyle {\ dot {V}}}$

Náčrt teslovské chlopně z patentové specifikace. Tekutina může proudit relativně nerušeně zprava doleva, odpor proudění se významně zvyšuje zleva doprava.

Oblasti použití

Velkou výhodou takového ventilu je, že zde nejsou žádné pohyblivé části. Používá se v mikrofluidice , například pro buněčnou kulturu nebo v tepelných trubkách . Pomocí Coandă efektu lze Teslov ventil použít také k efektivnímu míchání různých látek.

webové odkazy

Commons : Teslav ventil  - sbírka obrázků

Individuální důkazy

1. ^ Nikola Tesla (1920): Valvular Conduit. Patentová specifikace, Patentový úřad Spojených států Plné znění v patentech Google
2. ^ ^{A b c} Ronald Louis Bardell: Mechanismus periodicity ventilů Tesla typu No-Moving-Parts. Vyd.: University of Washington. 2000, s. 1 násl., 124 ff . ( psu.edu [PDF; 4.1 MB ]). 
3. ^ ^{A b} Albert Folch: Úvod do BioMEMS . CRC Press , Boca Raton / London / New York 2013, ISBN 978-1-4665-0938-2 , str. 197-198, 367, 463 . 
4. ↑ ^{a b} Hongbin Ma: Faktory ovlivňující oscilační pohyb a přenos tepla v OHP . In: Oscilační tepelné trubky . Springer , New York 2015, ISBN 978-1-4939-2503-2 , str. 205-209 , doi : 10.1007 / 978-1-4939-2504-9_5 .