特斯拉100年前發(fā)明了一個閥門,從來沒什么用,可能要派大用場了

1920年,被后世一些人稱為世界上最接近神的男人尼古拉·特斯拉,申請了一項(xiàng)發(fā)明專利,這是一個奇怪的被動止回閥,允許流體優(yōu)先在一個方向上流動,另一個方向則阻力巨大,甚至不可流動。
最神奇的是,這個閥門無需任何可移動組件,這意味著它是一個沒有任何開關(guān)的閥門,具有更高的耐磨、耐用性,可以用很多材料來制造。

這個閥門特斯拉稱其為瓣膜導(dǎo)管(valvular conduit),后人稱之為特斯拉閥。特斯拉閥是一根內(nèi)部構(gòu)造較為復(fù)雜的管道,由一系列交替的管路分支結(jié)構(gòu)組成,每個管路分成兩條管路,其中一個略微傾斜,另一路則彎曲成半環(huán),回到傾斜的管路上,但開口方向已經(jīng)向后了。后面的一系列分支與此相同,可根據(jù)需要增加或減少分支的數(shù)量。

這就導(dǎo)致流體從正向進(jìn)入管路時,基本上可暢通無阻,不會受到阻礙;但從另一個方向進(jìn)入時,從環(huán)狀支路流出的液體,會與傾斜支路上的液體迎頭相撞,從而阻礙液體的流動。經(jīng)過多個分支后,就很少有液體能流出管口了,甚至可以控制不讓液體流出來,從而起到止回閥的作用。

如果你用這樣的吸管喝水,方向拿對了,你可以輕松地把水吸進(jìn)嘴里;但要是拿反了,對不起,恐怕你使出吃奶的勁,也只能吸一點(diǎn)點(diǎn),甚至根本吸不了水到嘴里。
特斯拉發(fā)明這個閥門后,一時也沒有什么實(shí)際應(yīng)用,人們就將它慢慢忘記了,也沒有人進(jìn)行更多的研究。剛才我搜了一下,不管是在中文還是英文網(wǎng)絡(luò)中,都沒找到特斯拉閥的什么實(shí)際應(yīng)用場景,下面這個圖可能藝術(shù)的成分居多。

難道特斯拉神發(fā)明的真的是一個垃圾玩意兒,沒任何作用嗎?最近紐約大學(xué)的研究人員發(fā)現(xiàn),特斯拉閥可能比特斯拉自己設(shè)想的還要強(qiáng)大得多。

研究人員使用特斯拉閥進(jìn)行了多種測試,結(jié)果發(fā)現(xiàn),隨著流量的不斷增加,特斯拉閥可以更有效地阻止反向流動,這在必須精確控制流量的情況下可能很有用。這意味著特斯拉閥可用于發(fā)動機(jī)和其他渦輪機(jī)中,利用其固有振動來泵送燃料、冷卻劑、潤滑劑,以及其他氣體和液體。

在此前的一項(xiàng)演示中,一位研究人員還發(fā)現(xiàn),將火焰正向噴過特斯拉閥時,火焰竟然加速了,這是不是可以在火箭發(fā)動機(jī)中有所應(yīng)用呢?如果將火箭的噴火管道設(shè)計(jì)成很長的特斯拉閥門,甚至彎曲盤旋起來,是不是可以大大提高噴發(fā)速度,增大火箭的推力呢?可能需要科學(xué)家們更多的研究,才能揭曉這個謎題了。
這項(xiàng)研究5月17日發(fā)表在《自然-通訊》雜志上。
參考:Nature Communications/Early turbulence and pulsatile flows enhance diodicity of Tesla’s macrofluidic valve
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