Cómo funciona la válvula Tesla - las válvulas hidráulicas

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La válvula Tesla es una válvula de retención pasiva de geometría fija. Permite que un líquido fluya sólo en una dirección, sin partes móviles.
Esta válvula toma su nombre de Nikola Tesla, quien la inventó en 1920, y en su patente se describe como una serie de once segmentos de control de flujo.
Te enseñaremos cómo funciona utilizando este modelo, muy parecido al original.
Jaes Company ha estado proporcionando repuestos industriales por más de diez años, y pone a disposición cualquier tipo de válvula de los principales fabricantes.
La válvula Tesla es una válvula unidireccional también llamada "válvula anti-retorno". Forma parte de la categoría de válvulas que permiten que el flujo se desplace en una única dirección.
Tal y como mostramos en nuestros videos anteriores sobre las válvulas hidráulicas, la mayoría de las válvulas de control, como la válvula de retención oscilante, presentan normalmente un tapón movible que se activa directamente por la presión del flujo. Cuando el líquido fluye en una dirección específica, el tapón permanece abierto permitiendo el flujo; mientras que dicho tapón volverá a la posición de cierre, si el flujo empieza a moverse en sentido contrario, impidiendo con ello el cambio de sentido del flujo.
Sin embargo, la válvula Tesla es una válvula especial, ya que es la única válvula de geometría fija, lo que significa que no tiene partes móviles.
Como se puede ver aquí, cuando el líquido fluye en la dirección normal, se desplaza principalmente a través del canal principal sin sufrir apenas ninguna desviación.
Sin embargo, si el líquido intenta desplazarse en la otra dirección, podremos observar por ejemplo como el líquido se divide en dos direcciones; justo después de que uno de los flujos se desvíe golpeando al otro casi desde el frente. Acto seguido, ambos flujos se reincorporan, pero han perdido energía y ahora fluyen de forma más lenta. Esto sucede varias veces, haciendo que el flujo se desplace cada vez más lentamente tras cada desviación.
¡Hagamos ahora un experimento científico para probar el correcto funcionamiento de la válvula Tesla!
En este ambiente controlado, tenemos la temperatura de forma estable a 20° C, que es equivalente a 68° F, y con una presión de 1013.25 hectopascal (hPa). En calidad de líquido usaremos un poco de agua destilada con colorante para así entender mejor y ver cómo se desplaza el flujo. Con la ayuda de un cronómetro calcularemos cuánto tiempo necesita 250 mililitros (ml) para desplazarse a través de la válvula usando solo la gravedad en una dirección primero, y acto seguido en la otra.
Empecemos con la dirección que debería ser la más rápida: como se puede ver, el agua fluye principalmente a través de la corriente primaria, zigzagueando pero sin problemas.
Llevamos a cabo el experimento 3 veces, y el promedio de tiempo que 250 ml de agua tardaron en pasar a través de una válvula Tesla fue de 27 segundos.
Coloquemos ahora la válvula al revés para hacer que el agua se desplace en dirección opuesta. Como podemos observar, cuando el agua se divide, la mayor parte del agua fluye a través de la corriente secundaria. Justo después, el flujo se vuelve a unir fluyendo ligeramente hacia arriba a través de la corriente primaria. El agua sigue fluyendo repitiendo este mismo proceso en cada corriente.
Podemos observar como el agua ya ha necesitado más de 27 segundos en comparación de la prueba anterior, y después de 3 intentos el tiempo promedio termina siendo de 42 segundos.
Con este experimento hemos demostrado que esta válvula Tesla específica tiene un caudal de más de 0,556 litros por minuto (l/min) en una dirección, mientras que ofrece un caudal inferior a 0,357 l/min en la otra, con ello sonsacamos que el caudal se reduce en un 35,8% dependiendo del lado usado manteniendo las mismas condiciones de prueba.
Es obvio que la válvula Tesla no detiene el flujo por completo como una válvula de retención normal, pero logra ralentizar el flujo considerablemente. Es una buena opción para cuando se necesite obstaculizar un flujo fuerte durante un largo período; de hecho, sin partes móviles ocurren menos fallas.
Esta válvula se puede emplear también en microfluídica, ya que resulta imposible crear tapones diminutos. Con ello se gana así una gran ventaja en adaptabilidad, duración y facilidad de fabricación.
¿Sabes cuántos tipos de válvulas usamos cada día? Echa un vistazo a los vídeos de nuestra lista de reproducción y descubrirás todos los tipos de válvulas que existen.