كيف يعمل صمام تسلا - دعونا نكتشف الصمامات الهيدروليكية - التجربة العلمية - نيكولا تيسلا

صمام تسلا هو صمام فحص سلبي للهندسة الثابتة. يسمح للسائل بالتدفق بشكل تفضيلي في اتجاه واحد ، بدون أجزاء متحركة. سمي الجهاز باسم نيكولا تيسلا ، الذي اخترعه في عشرينيات القرن الماضي. يوضح تسلا في براءة اختراعه أنها سلسلة من أحد عشر مقطعًا للتحكم في التدفق. مع هذا الإصدار المشابه جدًا للنسخة الأصلية ، سنعرض لك كيف يعمل. صمام تسلا هو نوع من صمامات الفحص ، ويسمى أيضًا "عدم الرجوع". لذلك فهو ينتمي إلى فرع الصمامات الذي يسمح بمرور التدفق في اتجاه واحد فقط
كما رأينا في مقاطع الفيديو السابقة الخاصة بالصمام الهيدروليكي ، فإن تصميمات صمامات الفحص مثل صمام التأرجح على سبيل المثال ، بها قفاز متحرك يتم تنشيطه مباشرة عن طريق ضغط التدفق. عندما يتدفق التدفق في الاتجاه الصحيح ، يتم فتح المصراع بواسطته ويسمح له بالمرور ؛ بينما إذا بدأ في التدفق إلى في الاتجاه المعاكس ، يعود الحاجز إلى الوضع المغلق ، مما يمنع انعكاس التدفق. من ناحية أخرى ، يعتبر صمام Tesla خاصًا جدًا ، لأنه صمام الفحص الوحيد الذي يتميز بخاصية وجود هندسة ثابتة ، أي بدون أجزاء متحركة. كما نرى ، عندما يتدفق السائل في الاتجاه الصحيح ، يتدفق معظمه في القناة الرئيسية دون أي تغييرات كبيرة المنعطفات
من ناحية أخرى ، إذا حاولنا جعل السائل يتدفق في الاتجاه المعاكس ، فإننا نرى في البداية كيف ينقسم إلى تدفقين مختلفين ، وبالتالي ، كيف يخضع أحد التدفقات للانحراف الذي يقذفه بشكل مباشر تقريبًا التدفق الآخر وهكذا فقدت التيارات الملتصقة الآن طاقتها وتتدفق ببطء أكبر. يتكرر هذا مرارًا وتكرارًا ، مما يؤدي إلى إبطاء التدفق مع كل خطوة تضيفها. لننتقل الآن إلى تجربة علمية للتأكد من عمل صمام تسلا! في بيئتنا الخاضعة للرقابة ، لدينا درجة حرارة ثابتة تبلغ 20 درجة مئوية عند ضغط جوي يبلغ 1013.25 هيكتوباسكال (hPa) وكسائل سنستخدم الماء المقطر مع بضع قطرات من الصبغة لنتمكن من رؤية سلوك التدفق بسهولة أكبر . سيحدد الكرونومتر الخاص بنا الوقت الذي يمر وسنرى المدة التي سيستغرقها 250 مللي لتر من الماء للتدفق عبر الصمام عن طريق الجاذبية وحدها ، أولاً في اتجاه واحد ثم في الاتجاه الآخر. لنبدأ بالاتجاه الذي يجب أن يكون أسرع ، حيث نلاحظ أن الماء يتدفق بالكامل تقريبًا عبر القناة الرئيسية ، يسير في نمط متعرج ، ولكن بدون عوائق. بتكرار هذه التجربة 3 مرات قمنا بحساب متوسط القراءات ، والآن يمكننا أن نقول أن الوقت الذي يستغرقه 250 مل من الماء للمرور عبر صمام تسلا هذا هو 27 ثانية. الآن اقلب الصمام رأسًا على عقب ، بحيث يتدفق تدفق الماء في الاتجاه المعاكس. كما نرى ، عندما ينقسم التدفق ، يتدفق معظم الماء إلى الأنبوب الثانوي. بعد ذلك ، يرتفع التدفق قليلاً في القناة الرئيسية ، ويعود التدفق. بعد ذلك ينزل الماء وتكرر العملية نفسها في القنوات التالية. بالفعل يمكننا الآن أن نرى أننا تجاوزنا 27 ثانية من البث السابق. بعد القياسات الثلاثة يمكننا أن نرى أن الوقت المستغرق هو 42 ثانية.

من هذه التجربة ، تحققنا من أن صمام تسلا المحدد له اتجاه بمعدل تدفق أكبر من 0.556 لترًا في الدقيقة (لتر / دقيقة) واتجاه بمعدل تدفق أقل من 0.357 لترًا في الدقيقة (لتر / دقيقة) ، وبالتالي أقل من في ظروف الاختبار ، قلل الصمام من معدل التدفق بنسبة 35.8٪ مقارنة بالاتجاه الآخر. كما يمكننا أن نفهم ، فإن صمام تسلا لا يمنع التدفق تمامًا كما يفعل صمام الفحص العادي ، ولكنه يبطئه إلى حد كبير. ومع ذلك ، يمكن أن يكون هذا مفيدًا في التطبيقات التي يكون من الضروري فيها إعاقة تدفق قوي لفترة طويلة ، في الواقع ، فإن صمام Tesla ، الذي لا يحتوي على أجزاء متحركة ، يكون أقل عرضة للفشل. كما أنه يحقق نجاحًا في تطبيقات الموائع الدقيقة ، حيث سيكون من المستحيل صنع مصاريع مجهرية ، مما يوفر مزايا مثل قابلية التوسع والمتانة وسهولة التصنيع. هل تعرف كم عدد أنواع الصمامات التي نستخدمها بشكل يومي؟ شاهد مقاطع الفيديو الخاصة بقائمة التشغيل الخاصة بنا ، وسوف تكتشف جميع أنواع الصمامات التي تحيط بنا