天才设计的特斯拉阀工作原理

特斯拉阀是天才科学家尼古拉·特斯拉发明的单向导通气流阀，无任何活动部件，无需输入能量即可实现气流单向导通。

其正向流动与反向流动差别巨大，不需要内部进行机械运动，利用空间结构推动气体流动，通过物理结构加速气体，减小气体在运输中的能量损耗。

特斯拉阀门是一种固定几何形状的被动单向导通阀，可以使流体单向流通。因其具有固定的几何外形，以此来弥补传统阀门因需要可移动部件而容易损坏的缺点，其可代替可动阀。由于流体具有惯性，在不同方向通过阀门时，流阻不同，从而实现单向流通”。如下图所示。 特斯拉阀门的正向流动和反向流动
特斯拉阀的工作原理：当用点火器从阀门左侧点火后，可以看到火焰在内部通道里游动的过程，就像在内部形成的回流，而当从反方向测试后，气体流动速度会变得更快，这些结构就像是为火焰提供了加速作用。气体在特斯拉阀中扩张后再压缩，压差的变化产生推力使气体更加快速的推出。 对于大多数管内流动来说，其流动的驱动力来自于压力，即流动由高压区流向低压区（当然也有通过机械或其他手段使流体由低压区向高压区流动，如压气机与飞机的进气道）。

对于驱动力来自于压力的流动而言，其能存在流动的核心原因就是流动两端存在压差。流量的计算应用出口处的总压与环境压力求出流速，进而由出口截面积求出流量。

总结一下，水龙头可以控制出水量可以解释为，当水龙头打开到最大时，此时总压损失最小，而水龙头关上时，总压损失最大。此阀的巧妙之处就在，流体顺向流动时，总压损失较小，但流体反向流动时损失极大，可以理解为从一侧吹气，出口压力降到大气压力附近，驱动压力几乎消失，就几乎没有流动了，但需要注意的是，一般这时还是有细微的流动（一般称之为泄漏量），随着阀长度的增加，泄漏量会减小，到可接受的范围内（基本感受不到）即可认为封住气了。 1935年，特斯拉在其实验室打了一个深井，并在井内下了钢套管。然后，将井口堵塞好，并向井内输入不同频率的振动。

奇妙的是，在特定的频率时，地面就会突然发生强烈的振动，并造成了周围房屋的倒塌。当时的一些杂志评论说：“特斯拉利用一次人工诱发的地震，几乎将纽约夷为了平地”。这就是著名的特斯拉实验，这种小输入强输出的超级传输效应称为特斯拉效应。它的本质就是大家经常说到的“共振”。

审核编辑：黄飞