Возможность использования импульсной двунаправленной турбины в термоакустическом двигателе

А. И. Довгялло, А. А. Шиманов

Аннотация


Рассмотрен один из типов двигателя с внешним подводом тепла – термоакустический двигатель. Рассмотрены способы преобразования энергии волны уплотнения осциллирующего потока газа в электрическую. Предлагается использовать двунаправленную импульсную турбину в качестве преобразователя энергии осциллирующего потока газа в электрическую. Особенность данной турбины заключается в том, что волна уплотнения осциллирующего потока газа, прошедшая через неё, отражается и снова проходит через турбину в обратном направлении, при этом направление вращения турбины не должно изменяться. Проанализированы различные типы двунаправленных импульсных турбин для термоакустического двигателя. Самой простой и менее эффективной является турбина Уэльса. Радиальная импульсная турбина имеет более сложную конструкцию и более высокий, чем у турбины Уэльса, КПД. Был выбран наиболее подходящий тип импульсной турбины – осевая импульсная турбина, имеющая более простую по сравнению с радиальной конструкцию и аналогичный КПД. Рассмотрены особенности метода расчёта импульсной турбины, включающие изменение давления и скорости газа от времени, при генерации волн уплотнения осциллирующего потока газа в термоакустической системе. 


Ключ. слова


Термоакустический двигатель; двунаправленная импульсная турбина; акустическая энергия; линейный генератор

Полный текст:

PDF

Список литературы

1. Зиновьев Е. А., Довгялло А. И. Упрощённая методика расчёта термоакустического двигателя // Вестник Самарского государственного аэрокосмического университета. 2012. № 3(34), ч. 3. С. 206–212.

2. Thakker A., Hourigan F. Modeling and scaling of the impulse turbine for wave power applications // Renewable Energy. 2004. V. 29, no. 3. P. 305–317. doi: 10.1016/S0960-1481(03)00253-2

3. Thakker A., Jarvis J., Sahed A. Design charts for impulse turbine wave energy extraction using experimental data // Renewable Energy. 2009. V. 34, no. 10. P. 2264–2270. doi: 10.1016/j.renene.2009.04.002

4. Setoguchi T., Takao M. Current status of self rectifying air turbines for wave energy conversion // Energy Conversion and Management. 2006. V. 47, no. 15-16. P. 2382–2396. doi:10.1016/j.enconman.2005.11.013

5. Pereiras B., Castro F., Marjani A., Rodriguez M.A. An improved radial impulse turbine for OWC // Renewable Energy. 2011. V. 36, no. 5. P. 1477–1484. doi: 10.1016/j.renene.2010.10.013

6. Беляев Л.А. Турбины тепловых и атомных электрических станций: конспект лекций. Томск: Томский политехнический ун-т, 2009. 142 с.

7. Kloprogge T. Turbine design for thermoacoustic generator: Masters thesis. Aeronautical Engineering, Hogeschool IN-Holland Delft, 2012. 72 p.


DOI: http://dx.doi.org/10.18287/1998-6629-2015-14-1-132-138

Ссылки

  • Ссылки не определены.


 

Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 International License.

 

ISSN: 2541-7533