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Eine Tesla-Turbine<\/b> (auch Scheibenl\u00e4uferturbine<\/i>) ist eine schaufellose Turbine, die von Nikola Tesla erfunden und am 21. Oktober 1909 von ihm patentiert wurde.<\/p>\n
Sie findet auch als Pumpe Anwendung, wenn sie angetrieben wird.<\/p>\n
Sie besteht im Wesentlichen aus mehreren glatten, kreisf\u00f6rmigen Scheiben. Diese sind in definiertem Abstand zentrisch auf einer Welle montiert. Durch Schlitze flie\u00dft der Fluidstrom, der tangential eingebracht wird und den \u00e4u\u00dferen Rand der Scheibe bis nahe seiner eigenen Geschwindigkeit beschleunigen kann. Das Geh\u00e4use der Tesla-Turbine ist so konstruiert, dass der Fluidstrom nur durch die nahe der Drehachse gelegene Auslass\u00f6ffnung entweichen kann. Dies hat zur Folge, dass der vom Rand der Rotorscheibe abgebremste Strom von nachflie\u00dfendem Fluid spiralf\u00f6rmig auf eine innere Bahn abgelenkt wird und dort ebenfalls noch Beschleunigungsarbeit auf die Scheiben leisten kann, da diese dort mit geringerer Umfangsgeschwindigkeit l\u00e4uft.<\/p>\n
Eine Tesla-Turbine beruht auf zwei prinzipiellen Effekten bzw. Fluideigenschaften, und zwar der Adh\u00e4sion und der Viskosit\u00e4t des Fluids. Durch die Adh\u00e4sion zwischen Fluid und Turbinenscheiben wird soviel Energie vom Fluid an die Scheiben abgegeben, dass der Rotor gleichm\u00e4\u00dfig angetrieben wird, w\u00e4hrend das Fluid Energie abgibt und nach innen, Richtung Auslass, str\u00f6mt; im Anschluss an die Energie\u00fcbergabe flie\u00dft das Fluid axial durch die Aussparung von innen nach au\u00dfen ab.<\/p>\n
Das Drehmoment ist im Stillstand am gr\u00f6\u00dften und wird mit der Drehzahl linear kleiner, bis es bei der Leerlaufdrehzahl zu null wird. Das ist auch der Grund, warum die h\u00f6chste Leistung bei halber Fluidgeschwindigkeit (halber Leerlaufdrehzahl) erreicht wird.<\/p>\n
Der Arbeitsmaschine von Tesla wurden Pumpwirkungsgrade von 95\u00a0% bis zu 98\u00a0% und mehr nachgesagt. Diese Angaben beruhen jedoch eher auf der Legendenbildung um Nikola Tesla, als auf physikalischen Voraussetzungen. Systematische Untersuchungen von Warren Rice von der Arizona State University attestierten einen zu erwartenden Wirkungsgrad im Bereich von 40\u201360\u00a0%, mit einem oberen Limit bei 65\u00a0%. Praktisch erreicht die Tesla-Turbine nicht den Wirkungsgrad heutiger Axialturbinen.<\/p>\n
Die Vorteile der Tesla-Turbine sind ein einfacher Aufbau, gro\u00dfe Vibrationsarmut durch Fehlen von Unwuchten \u2013 nur wenn die Rotoren, genauso wie bei beschaufelten Turbinen, gut ausgewuchtet sind, ist die Maschine vibrationsfrei \u2013 und eine hohe Zyklenfestigkeit (Toleranz gegen\u00fcber Last- und Temperaturwechseln).<\/p>\n
Die Tesla-Turbine kam im industriellen Rahmen trotzdem nicht \u00fcber den Prototyp hinaus, da sie so hohe Drehzahlen erreichte, dass das Material der Scheiben sich in technisch unbeherrschbarem Ma\u00dfe ausdehnte.<\/p>\n
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