Una válvula inventada por el ingeniero Nikola Tesla hace un siglo no solo es más funcional de lo que se pensaba anteriormente, sino que también tiene otras aplicaciones potenciales en la actualidad, según ha descubierto un equipo de investigadores después de realizar una serie de experimentos sobre réplicas del diseño de principios del siglo XX..
Sus hallazgos, publicados en la revista Comunicaciones de la naturaleza , sugiera que el dispositivo de Tesla, al que llamó "conducto valvular", podría aprovechar las vibraciones en los motores y otras maquinarias para bombear combustible, refrigerantes, lubricantes y otros gases y líquidos.
Ahora conocido como Tesla Valve, el dispositivo patentado ha inspirado estrategias para dirigir corrientes dentro de redes y circuitos de flujo.
"Es notable que este invento de 100 años todavía no se comprenda completamente y pueda ser útil en tecnologías modernas de formas que aún no se han considerado", explica Leif Ristroph, profesor asociado en el Instituto Courant de Ciencias Matemáticas de la Universidad de Nueva York y elautor principal del artículo. "Si bien Tesla es conocido como un mago de las corrientes eléctricas y los circuitos eléctricos, su trabajo menos conocido para controlar los flujos o las corrientes de fluidos estaba realmente adelantado a su tiempo".
La válvula Tesla, una serie de bucles interconectados en forma de lágrima, se diseñó para hacer pasar flujos de fluido en una sola dirección y sin partes móviles. El dispositivo proporciona una ruta despejada para los flujos hacia adelante, pero la ruta es más lenta paraflujos inversos, pero este último inconveniente de hecho apunta a un beneficio potencial no realizado en circunstancias en las que los flujos deben controlarse en lugar de desatarse.
Para comprender la funcionalidad de la válvula, Ristroph y sus coautores, Quynh Nguyen, un estudiante graduado de física de la NYU, y Joanna Abouezzi, una estudiante universitaria de la NYU en el momento de la investigación, llevaron a cabo una serie de experimentos en el Laboratorio de Matemáticas Aplicadas de la NYU. Aquí, replicaron el diseño de la válvula Tesla y la sometieron a pruebas que midieron su resistencia al paso del flujo en las dos direcciones.
En general, encontraron que el dispositivo responde un poco como un interruptor. A velocidades de flujo bajas no hay diferencia en la resistencia para los flujos hacia adelante y hacia atrás, pero por encima de una cierta velocidad de flujo, el dispositivo se "enciende" abruptamente y verifica o resiste significativamenteflujos inversos.
"Fundamentalmente, este encendido viene con la generación de flujos turbulentos en la dirección inversa, que 'taponan' la tubería con vórtices y corrientes perturbadoras", explica Ristroph. "Además, la turbulencia aparece a tasas de flujo mucho más bajas que lasnunca antes se ha observado para tuberías de formas más estándar, hasta 20 veces menor velocidad que la turbulencia convencional en una tubería o tubo cilíndrico. Esto muestra la potencia que tiene para controlar los flujos, que podría usarse en muchas aplicaciones ".
Una imagen que representa el trabajo está disponible en Google Drive.
Además, descubrieron que la válvula funciona aún mejor cuando el flujo no es constante, cuando se trata de pulsos u oscilaciones, que el dispositivo luego convierte en un flujo de salida suave y dirigido. Esta acción de bombeo imita los convertidores AC-DCque transforman la corriente alterna en corriente continua.
"Creemos que esto es lo que Tesla tenía en mente para el dispositivo, ya que estaba pensando en operaciones análogas con corrientes eléctricas", observa Ristroph. "De hecho, es más famoso por inventar el motor de CA, así como un motor de CA-CC.convertidor."
Hoy, dada la capacidad de la válvula para controlar los flujos y generar turbulencias a bajas velocidades, Ristroph ve posibilidades para la invención de Tesla de principios del siglo XX.
"El dispositivo de Tesla es una alternativa a la válvula de retención convencional, cuyas partes móviles tienden a desgastarse con el tiempo", explica Ristroph. "Y ahora sabemos que es muy eficaz para mezclar y podría usarse para aprovechar las vibraciones enmotores y maquinaria para bombear combustible, refrigerante, lubricante u otros gases y líquidos. "
La investigación fue apoyada por subvenciones de la National Science Foundation DMS-1646339, DMS-1847955.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Nueva York . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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