Nikoli Tesli odobren je 1920. američki patent pod brojem 1,329.550 za nešto što je sam nazvao ventilnim cjevovodom, u originalu “Tesla valvular conduit”. Riječ je o pasivnom nepovratnom ventilu fiksne geometrije. Radilo se, dakle, o napravi kojom se tekućinu propuštalo jednosmjerno i koja nije imala pomičnih dijelova.
Ovako je veliki izumitelj opisao svoju ideju u prijavi patenta: Unutrašnjost cijevi je osigurana proširenjima, udubljenjima, izbočinama, pregradama ili vedrima koja su, iako ne pružaju gotovo nikakav otpor prolasku tekućine u jednom smjeru, osim trenja površine, gotovo neprohodna prepreka njegovu protoku u suprotnom smjeru. Ta unutrašnja geometrija podsjetit će vas možda na oblik suze. I onda se na nacrtu vidi jedna moguća konstrukcija takvog ventila u kojoj je 11 segmenata kojima se kontrolira protok iako je zapravo broj takvih segmenata neograničen a služi za povećanje ili smanjenje učinka na tok tekućine prema želji.
Zbog svoje konstrukcije u kojoj nema pomičnih dijelova, Teslin je ventil daleko otporniji na trošenje i zamor materijala, pogotovo u primjenama kod kojih postoji česta promjena pritiska. Jedna je računalna simulacija toka tekućine kroz Teslin ventil u jednom i u drugom smjeru pokazala kako takva naprava s dva ili četiri segmenta usporava tok za 15 do 20 puta u ometanom smjeru u odnosu na suprotni, neometani smjer. Time je potvrđena tvrdnja Nikole Tesle iz patentne prijave da je njegovom napravom moguće tok usporiti i 200 puta u odnosu na neometani protok tekućine u suprotnom smjeru.
Znamo već da su najveći Teslin problem bile teškoće u pronalaženju komercijalne primjene izuma, odnosno nerazumijevanje njegovih ulagača u opću korist njegovih realiziranih i nerealiziranih zamisli. No, stotinu godina nakon što je znanstvenik podnio patentnu prijavu za ovu svoju zamisao, znanstvenici sa sveučilišta New York pronašli su gdje bi takav ventil bio koristan te su napravili i 30 centimetara dugačak model.
Kruženje tekućine
Nije ovo ništa novo, Teslin ventil je kao jedan zaseban kult unutar velike ostavštine našeg izumitelja pa se već godinama ljudi njime bave nastojeći doseći vrijednosti koje je Tesla prijavio u svojoj prijavi te tražeći mu najbolju primjenu. Ovi znanstvenici kažu kako bi se Teslin ventil mogao prilagoditi za kruženje tekućine u motorima koristeći inače izgubljenu energiju. Leif Ristroph sa sveučilišta New York napravio je, dakle, model Teslina ventila te je izmjerio tok u jednom i u drugom smjeru.
– Nevjerojatno je kako stotinu godina stari izum još nije potpuno shvaćen, a mogao bi biti korišten u modernim tehnologijama na načine koji dosad uopće nisu razmatrani. Dok je Tesla poznat kao čarobnjak električne struje i strujnih krugova, manje je poznat njegov rad na kontroli tokova ili struja tekućina koji je doista bio ispred svojeg vremena – rekao je taj mladi znanstvenik. Ristroph s kolegama nije dobio usporenje od 200 puta, pa ni 15 do 40 puta koliko je pokazala prije spomenuta računalna simulacija, već je usporenje bilo dvostruko.
– Tesla je bio vrlo maštovit čovjek. Malo je nejasno je li doista napravio ovakav ventil i isprobao ga. Moglo bi biti da jest, no ne postoji nikakva dokumentacija kojom bi se to i potvrdilo – rekao je Ristroph. No, bez obzira na rezultat koji se ne poklapa s Teslinim tvrdnjama, svejedno je i ovaj put dokazano da stvar funkcionira te je primjenjiva u konstrukcijama pogotovo zato što nema pomičnih dijelova te je zbog toga funkcionalan praktično bez održavanja.
– Riječ je o poznatoj stvari korištenoj u nekim primjenama ili je barem njegova uporaba predložena. Ali, nitko nikada nije pošteno obradio hidrodinamiku ili pokušao do kraja shvatiti kako stvar radi, odnosno koliko zapravo dobro radi, rekao je Ristroph za The New Scientist.
Njegova je ekipa izmjerila da pri slabom protoku zapravo nema razlike bez obzira na to teče li tekućina u jednom ili drugom smjeru. Umjesto toga, naprava se aktivira, i to naglo, kada se tok pojača na brzinu od jednog centimetra u sekundi, pri čemu se zaista javlja znatan otpor kod toka u suprotnom smjeru jer se zbog unutrašnje geometrije stvaraju turbulencije. Pri manjim brzinama od te, tok se ipak uspostavlja.
– Ključno je da se to događa kada se postigne turbulentniji tok u suprotnom smjeru koji “začepi” ventil vrtlozima i ometajućim strujama. Štoviše, da bi se to postiglo, tok uopće ne treba biti brz, turbulencija se javlja pri znatno manjoj brzini toka nego što je to dosad primijećeno kod cijevi standardnijih oblika, potrebna je čak 20 puta manja brzina toka od uobičajenog u cilindričnoj cijevi da bi se postigle turbulencije, što dokazuje o kolikoj se mogućnosti kontrole toka tekućine radi kod Teslina ventila. Zbog toga bi se mogao koristiti u brojnim primjenama – kaže znanstvenik.
Patenti u 26 zemalja
K tome, ispalo je da ventil još i bolje kontrolira suprotan tok kada brzina nije konstantna. Ako je tok pulsirajući ili oscilirajući, tada će ga ventil “izgladiti”, što Teslin uređaj čini idealnim za korištenje pri visokim vibracijama. Doista je genij jednostavnosti, a Tesla je simbol toga. Naprosto, kada tekućina poteče u suprotnom smjeru, tok se razdvaja te se dva tako dobivena toka praktično sudaraju pri čemu se gubi na brzini i snazi toka da bi se on do kraja ventila usporio toliko da voda praktično tek kapa iz ventila. Zaključuje kako je Tesla vjerojatno zamislio da će se s tekućinom dogoditi isto kao i sa strujom, odnosno da će postići isto što je napravio s pretvaračem izmjenične u istosmjernu struju kod kojega elektroni nakon pretvaranja više ne mijenjaju konstantno smjer nego se stabiliziraju.
Ovi su znanstvenici s tom mišlju posložili Tesline ventile u obliku prstena tako da nalikuju diodnom pretvaraču i otkrili kako se doista pulsni protok tekućine upumpavane u ventile doista može stabilizirati u jednom smjeru čime bi taj tok bio pokretač možda za kakvu pumpu. Nepravilna gibanja tekućine nakon stabiliziranja pretvorena su u nešto poput zamašnjaka, praktično čineći sustav nekom vrstom pogona.
Ovako posloženi Teslini ventili u motorima ili strojevima koji svojim radom proizvode i vibracije mogli bi ta vibriranja usmjeriti za pumpanje goriva, rashladne tekućine, motornog ulja ili drugih plinova i tekućina kroz sustave tih motora ili strojeva.
– Zamislite da takav pumpni sustav može preuzeti vibracije motora koje su neizbježne i koristiti ih za vlastito funkcioniranje. Nema pomičnih dijelova, ništa se ne može polomiti, kaže Leif Ristroph. Sve ovo objašnjeno je u radu pod imenom “Early turbulence and pulsatile flows enhance diodicity of Tesla’s macrofluidic valve” objavljenom polovicom mjeseca u časopisu Nature Communications koji Ristroph potpisuje kao glavni znanstvenik. Kao što smo rekli, bavljenje Teslinim ventilom dosad je spadalo u domenu entuzijasta, nišnih poznavatelja Teslina života i rada. S objavom ovog rada i prijedlogom konkretne primjene možda ovaj dosad zanemareni Teslin izum napokon dobije smisao i učini našeg izumitelja još većim.
Za života je uspio registrirati najmanje 278 patenata u 26 zemalja, to je ono što se zna, a vjerojatnije je da je patenata više od 300, uz veliki broj zamisli za koje Tesla nikada nije podnio patentni zahtjev. Mnogi od tih izuma i danas su u upotrebi dok ih niz još čeka neku konkretnu ideju koja bi ih komercijalizirala. Tako je i s njegovim ventilom za koji se zahvaljujući ovom radu znanstvenika sada zna da je puno sofisticiraniji nego što je to na papiru izgledalo. Ipak, Ristroph i kolege nisu baš sasvim elaborirali na koji bi točno način Teslin ventil bio ugrađen i funkcionirao kao sklop u nekom danas poznatom motoru gdje bi ga aktivirale vibracije. Isto tako, ono što smo naglasili i mi, primijetili su i drugi, ova ambiciozna skupina znanstvenika svakako nije prva koja se bavi tim Teslinim patentom.
Dapače, YouTube je prepun animacija i filmova u kojima različiti entuzijasti dokazuju kako su doista dobili rezultate vrlo blizu onima kakve je Tesla predvidio u svojoj patentnoj prijavi. Ali o ovom izumu našeg izumitelja sada pišu svi, kako to obično biva kada se nešto objavi u uglednim i referentnim časopisima kakav je bilo koji iz obitelji Nature. Ipak, Teslin ventil već ima primjenu, i to u nekim doista inovativnim strojevima, poput pulsejet motora. Ovakav motor, iz obitelji mlaznih motora, funkcionira na principu izgaranja goriva u pulsevima. Dakle, ranije je već zaključeno kako se pomoću Teslina ventila tok koji nailazi u pulsevima može izgladiti pa je tako svoju primjenu našao ovdje.
Dapače, i za pulse jet motor s Teslinim ventilom podnesen je patent 1946. godine koji je kasnije i prihvaćen. Problem je što sam pulse jet još nije u komercijalnoj upotrebi. Jednostavnom pretragom na YouTubeu otkrit ćete bezbroj snimljenih demonstracija kako Teslin ventil funkcionira u različitim primjenama. Iako ćete ga rijetko naći negdje u komercijalnoj industrijskoj primjeni, bez sumnje se radi o vrhunskom inženjerskom dostignuću za koje je sada obnovljen interes, i to u zaista velikom broju svjetskih medija. Kao što to s Teslom posljednjih 20 godina i biva. Možda se uskoro pronađe i stvarna komercijalna primjena za taj njegov originalni izum.
>> VIDEO Pogledajte kako izgledaju najbolje znanstvene fotografije 2020. godine!
Nikola Tesla jedan od najvećih umova čovječanstva!