Turbina Tesli składa się z kilku (kilkunastu) cienkich tarcz zamocowanych na wale. Siłą napędową turbiny jest przepływ czynnika w przestrzeni międzytarczowej. Zasilanie ma miejsce przeważnie z kilku dysz ulokowanych dyskretnie na obwodzie, a wypływ czynnika odbywa się przez otwory w tarczy ukazane na rysunku.

Wirnik wielodyskowej turbiny Tesli
[dokumentacja patentowa – Hicks Kenneth USA]

Przebadano sprawność przepływową turbiny typu Tesli przeznaczonej dla mikrosiłowni kogeneracyjnej o mocy cieplnej 20 kW pracującej w organicznym obiegu Rankine’a. Układ jest zasilany czynnikiem niskowrzącym SES36 i działa przy spadku ciśnień od 14,8 do 1,9 bar i natężeniu przepływu 0,13 kg/s. Obliczenia przeprowadzono z wykorzystaniem programu Fluent dla modeli turbiny zasilanych z 1, 2 lub 4 dysz. Do obliczeń przyjęto wariantowo dwie wartości średnic tarczy: 100 mm i 320 mm.

Jak wynika z obrazów przepływu, elementy płynu wykonują co najmniej kilka obrotów wokół osi w obszarze międzytarczowym. W dół przepływu za dyszami obserwuje się fale uderzeniowe. Dla modeli o średnicy 100 mm i 18 tysięcy obr./min., zasilanych z 4 dysz, sprawność przepływu sięga 30%, a moc układu wynosi 1200 W. Dla modelu o średnicy 320 mm przy prędkości obrotowej 9000 obr/min, układ przepływowy charakteryzuje się sprawnością oscylującą wokół 50%.

Tory elementów płynu w przepływie przez model turbiny Tesli dwu- i czterodyszowej;
n=18 000 rpm, pin= 7,8 bar, Tin=400 K.

Kontury ciśnienia statycznego i prędkości w przepływie przez 4-dyszowy model turbiny Tesli;
δ=0,25 mm, n=18 000 rpm, pin= 14,8 bar, Tin=410 K, G = 0,132 kg/s, P = 1177 W.

Moc, sprawność i reakcyjność turbiny o 11 dyskach oraz ciśnienie wlotowe w funkcji
natężenia przepływu; δ=0,25 mm, układ zasilany z czterech dysz.