Come funziona la Valvola di Tesla - Scopriamo le Valvole Idrauliche - Esperimento - Nikola Tesla

In questo video scopriremo come funziona la Valvola di Tesla.
Ringraziamo il professore Daniele Giuliani per la sua collaborazione durante lo sviluppo di questo video.

0:00:00 | Intro
0:00:17 | Storia brevetto di Nikola Tesla
0:00:36 | JAES
0:00:48 | Valvole di Ritegno ( Non Ritorno )
0:01:07 | Valvola di Ritegno a Battente
0:01:34 | Valvola di Tesla
0:02:31 | Esperimento scientifico
0:04:34 | Conclusioni esperimento scientifico
0:05:09 | Applicazioni Valvola di Tesla
0:05:36 | Conclusioni

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Una valvola di Tesla, è una valvola di ritegno passiva a geometria fissa.
Consente ad un fluido di fluire preferenzialmente in una direzione, senza parti in movimento.
Il dispositivo prende il nome da Nikola Tesla, che la inventò nel 1920.
Tesla nel suo brevetto, la illustra come una serie di undici segmenti di controllo del flusso.
Con questa versione molto simile all’originale vi mostreremo come funziona.

La valvola Tesla, è un tipo di valvola di ritegno, dette anche “di non ritorno”. Appartiene dunque a quella branca di valvole che permettono il passaggio del flusso solo in un verso.

Come abbiamo visto nei nostri precedenti video sulle valvole idrauliche, modelli di valvole di ritegno come ad esempio la valvola a battente, hanno un otturatore mobile che viene attivato direttamente dalla pressione del flusso.
Quando il flusso scorre nel verso corretto, l’otturatore viene aperto da esso e ne consente il passaggio; mentre se comincia a scorre nel verso contrario, l’otturatore ritorna nella posizione di chiusura, impedendo l’inversione del flusso.

La valvola di Tesla invece, è molto speciale, perché è l’unica valvola di ritegno con la caratteristica di essere a geometria fissa, cioè senza parti in movimento.
Come possiamo vedere, quando il fluido scorre nella giusta direzione, per la maggior parte fluisce nel canale principale senza grosse deviazioni.
Se invece proviamo a far scorrere il fluido nella direzione opposta vediamo inizialmente come si divide in due flussi distinti, e successivamente, come uno dei due flussi subisce una deviazione che lo scaglia quasi frontalmente contro l’altro flusso; i flussi ormai ricongiunti hanno così perso energia, e scorrono più lentamente.
Questo si ripete per più volte, rallentando il flusso ad ogni passaggio che si aggiunge.

Procediamo ora con un esperimento scientifico per confermare il funzionamento della valvola Tesla!

Nel nostro ambiente controllato abbiamo una temperatura stabile di 20 gradi centigradi ad una pressione atmosferica di 1013,25 ettopascal (hPa) e come fluido utilizzeremo dell’acqua distillata con qualche goccia di colorante per poter vedere più facilmente il comportamento del flusso.
Il nostro cronometro segnerà il tempo che scorre e vedremo quanto ci impiegheranno 250 millilitri (ml) d’acqua a scorrere dentro la valvola per sola forza di gravità, prima in un verso e poi nell’altro.

Cominciamo con il verso che dovrebbe essere più veloce, come notiamo l’acqua scorre quasi totalmente attraverso il condotto principale, procedendo a zig zag, ma senza intoppi.
Ripetendo questo esperimento 3 volte abbiamo fatto una media delle rilevazioni, ed ora possiamo affermare che il tempo impiegato da 250 millilitri d’acqua per passare attraverso questa valvola tesla è di 27 secondi.

Capovolgiamo ora la valvola, in modo da far scorrere il flusso dell’acqua nel verso opposto.
Come possiamo notare, nel momento della divisione del flusso, la maggior parte dell’acqua scorre nel condotto secondario.
Dopodiché, risalendo leggermente nel condotto principale, il flusso si ricongiunge.
Successivamente l’acqua scende e il processo si ripete nei condotti successivi .
Già adesso possiamo vedere che abbiamo superato i 27 secondi del flusso precedente.
Dopo le tre rilevazioni possiamo constatare che il tempo impiegato è di 42 secondi.

Da questo esperimento abbiamo verificato che questa specifica valvola di Tesla ha un verso con portata maggiore di 0,556 litri al minuto (l/min) e un verso con portata minore di 0,357 litri al minuto (l/min), quindi nelle condizioni di prova la valvola ha ridotto la portata del 35,8% rispetto all'altro verso.

Come possiamo capire, la valvola di tesla non blocca completamente il flusso come farebbe una normale valvola di ritegno, ma lo rallenta notevolmente.

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