A válvula Tesla, introduzida pela primeira vez por Nicola Tesla como uma "tubagem valvular" por volta de 1920 [6], funciona promovendo passivamente uma direção de escoamento sobre a outra por meio do seu design único em forma de arco de veia dupla.
Durante a reversão escoamento através de uma válvula de Tesla, observam-se pequenas perdas de pressão principalmente devido à bifurcação (divisão de fluxo), expansão repentina e choque do jato. A eficácia de uma válvula Tesla (e outros tipos de check valves sem partes móveis) é normalmente medida por meio da diodicidade (Di), que é a razão da diferença de pressão através da válvula nas direções reversa e direta para uma taxa de fluxo específica.
Uma diodicidade maior que a unidade indica promoção de fluxo na direção direta. Para válvulas Tesla em microescala, a diodicidade é normalmente entre 1 e 2 [7]. Porém, para válvulas Tesla em macroescala (DH 10 cm), a diodicidade pode atingir valores da ordem de quatro devido aos efeitos do fluxo dinâmico (alto Re) tornando-se mais significativos [8].
A válvula Tesla T45-R foi denominada com este nome devido a possuir um ângulo de veios de 45 graus. (...) Para escoamentos com baixo número de Reynolds (Re <300), verificou-se que a diodicidade da válvula T45-R Tesla aumentou linearmente com o caudal. A um caudal de 500 μL / min (Re ~ 180), a diodicidade foi medida em aproximadamente 1,14. A viabilidade do uso de válvulas Tesla para microfluídicos foi claramente demonstrada e foi demonstrado que as válvulas Tesla possuem uma diodicidade maior do que suas contrapartes.
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Fonte: S. M. Thompson, B.J. Paudel, T. Jamal, D.K.Walters, Numerical Investigation of Multistaged Tesla Valves, ASME. J. Fluids Eng., 136 (2014) 081102.
O efeito da variação do número de válvulas Tesla e do número de Reynolds na diodicidade de válvulas Tesla de estágios múltiplos (MSTVs) é mostrado na Fig. 9. Observa-se que a diodicidade em estágios múltiplos, como a diodicidade de uma única válvula de Tesla, aumenta não linearmente com o número de Reynolds. Para um número de Reynolds fixo, a diodicidade de MSTV aumenta com um número de estágios e o efeito torna-se mais pronunciado para números de Reynolds mais altos. (...) Estes resultados indicam que as MSTVs podem ser mais benéficas para diâmetros de canal maiores e / ou escoamentos de movimento rápido.
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Fonte: S. M. Thompson, B.J. Paudel, T. Jamal, D.K.Walters, Numerical Investigation of Multistaged Tesla Valves, ASME. J. Fluids Eng., 136 (2014) 081102.