特斯拉涡轮机(外文名:Tesla Turbine),又称为边界层涡轮机、凝聚力型涡轮或普朗特层涡轮,是利用流体的边界层效应设计的无叶离心式涡轮机,而非依靠传统涡轮机叶片产生的流体冲击来工作,由美籍科学家尼古拉·特斯拉发明。[3][2][6]
1850年,美国人Sargent提出圆盘泵这一特殊结构的离心泵。20世纪初,尼古拉·特斯拉在Sargent的研究基础上对圆盘泵的研究进行了拓展。[6]1913年,尼古拉·特斯拉获得了特斯拉涡轮机的专利。[5] 特斯拉涡轮机的主体结构包括转子、喷嘴、外壳,转子由数个圆盘以相同的较小间距,平行地固定在特斯拉涡轮机轴上构成。喷嘴具有将工作流体均匀分布在涡轮盘之间以及对流体进行膨胀加速的作用,在转子进口处产生必要的切向流,并将增压室中的流体压力能转换为喷嘴出口处的动能。外壳对整个机构起支撑作用,与转子共同组成流体工作区域。特斯拉涡轮机无叶片、以流体剪切力驱动,结构简单、制造要求低,密封性能好。它能够适用于牛顿和非牛顿流体、混合流体、两相流体,转子圆盘旋转时产生的离心力还确保了涡轮机的自清洁性质,并且允许在肮脏的环境中正常使用。[1]特斯拉曾梦想用特斯拉涡轮机来利用地热发电,让地热成为“我们未来的能源”。[2]而在实际应用方面,特斯拉涡轮机已经用于废热回收、能量收集、有机朗肯循环、地热能、太阳能和水力发电等领域。[4]如果一个相似的圆 盘和外罩系统具有渐开线的形状,特斯拉涡轮机可用作泵。[7]在医学领域,基于特斯拉涡轮设计的多盘离心泵已被改装为潜在的人工心室或心室辅助装置。[8] 概念
特斯拉涡轮机(外文名:Tesla Turbine)又称为边界层涡轮机、凝聚力型涡轮或普朗特层涡轮,是指利用边界层效应设计的无叶离心式涡轮机,而不是传统的涡轮机叶片产生的流体冲击。由一组光滑的磁盘组成,磁盘的边缘有一个移动的气体的喷嘴。磁盘上由于黏度和表面层的气体的黏合性引起了气体移动。由于气体速度减缓而增加了对磁盘的能量,它向中心泄流螺旋。由于转子没有突起,它十分坚固。[3][2]