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特斯拉在100年前发明的一个“无用阀门”,如今却发光发亮了!
网友【了不起】 2021-05-24 21:25:25 分享在【时代发展的印记】版块    1    1

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1920年,被后世一些人称为世界上最接近神的男人尼古拉·特斯拉,申请了一项发明专利,这是一个奇怪的被动止回阀,允许流体优先在一个方向上流动,另一个方向则阻力巨大,甚至不可流动。

最神奇的是,这个阀门无需任何可移动组件,这意味着它是一个没有任何开关的阀门,具有更高的耐磨、耐用性,可以用很多材料来制造。

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这个阀门特斯拉称其为瓣膜导管(valvular conduit),后人称之为特斯拉阀。特斯拉阀是一根内部构造较为复杂的管道,由一系列交替的管路分支结构组成,每个管路分成两条管路,其中一个略微倾斜,另一路则弯曲成半环,回到倾斜的管路上,但开口方向已经向后了。后面的一系列分支与此相同,可根据需要增加或减少分支的数量。

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这就导致流体从正向进入管路时,基本上可畅通无阻,不会受到阻碍;但从另一个方向进入时,从环状支路流出的液体,会与倾斜支路上的液体迎头相撞,从而阻碍液体的流动。经过多个分支后,就很少有液体能流出管口了,甚至可以控制不让液体流出来,从而起到止回阀的作用。

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如果你用这样的吸管喝水,方向拿对了,你可以轻松地把水吸进嘴里;但要是拿反了,对不起,恐怕你使出吃奶的劲,也只能吸一点点,甚至根本吸不了水到嘴里。

特斯拉发明这个阀门后,一时也没有什么实际应用,人们就将它慢慢忘记了,也没有人进行更多的研究。刚才我搜了一下,不管是在中文还是英文网络中,都没找到特斯拉阀的什么实际应用场景,下面这个图可能艺术的成分居多。

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难道特斯拉神发明的真的是一个垃圾玩意儿,没任何作用吗?最近纽约大学的研究人员发现,特斯拉阀可能比特斯拉自己设想的还要强大得多。

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研究人员使用特斯拉阀进行了多种测试,结果发现,随着流量的不断增加,特斯拉阀可以更有效地阻止反向流动,这在必须精确控制流量的情况下可能很有用。这意味着特斯拉阀可用于发动机和其他涡轮机中,利用其固有振动来泵送燃料、冷却剂、润滑剂,以及其他气体和液体。

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在此前的一项演示中,一位研究人员还发现,将火焰正向喷过特斯拉阀时,火焰竟然加速了,这是不是可以在火箭发动机中有所应用呢?如果将火箭的喷火管道设计成很长的特斯拉阀门,甚至弯曲盘旋起来,是不是可以大大提高喷发速度,增大火箭的推力呢?可能需要科学家们更多的研究,才能揭晓这个谜题了。

这项研究5月17日发表在《自然-通讯》杂志上。

参考:Nature Communications/Early turbulence and pulsatile flows enhance diodicity of Tesla’s macrofluidic valve

出处:头条号 @徐德文科学频道

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