Новый генератор для термоакустического двигателя Стирлинга

Турбина для термоакустического Стирлинга

Исследовательская компания Aster Thermoacoustisc подготовила отчет о создании генератора нового типа для термоакустического двигателя Стирлинга.

Напомним, что термоакустический двигатель Стирлинга создает акустические колебания высокой интенсивности за счет разности температур между нагревателем и охлаждающей средой. В двигателе отсутствуют движущиеся части, что гарантирует высочайшую надежность такого устройства. До настоящего момента, в термоакустических двигателях Стирлинга не была решена проблема преобразования акустических колебаний высокой мощности в электроэнегию. Существующие решения в виде линейных генераторов для систем до 10кВт, являются очень дорогими и массивными. Линейные генераторы для мощностей более 100кВт вообще не выпускаются промышленностью.

Для решения этих проблем компания Aster Thermoacoustisc разработала радиальную двунаправленную импульсную турбину.

импульсная двунаправленная турбина

Прототип импульсной турбины для преобразования акустических колебаний в во вращение

Первые тестовые модели турбины, напечатанные на 3D принтере еще в 2012 году, показали хорошие результаты. Появились и первые интересные выводы:  мощность генератора практически не зависела от частоты колебаний. КПД турбины при плотности среды, равной атмосферному давлению, принимал типовые значения — 20 — 40%. Однако при повышении плотности среды до 1000 кг/м3, достигал КПД 95%.

Зависимость КПД и плотности среды

Зависимость КПД турбины от плотности среды

Принцип возникновения силы, приводящей во вращение турбину достаточно прост. При любом направлении течения среды вдоль лепестков турбины, за счет разности давлений по передней и задней кромке, возникает толкающая сила. Данная сила образуется схожим образом с образованием подъемной силы у крыла самолета, но с симметричным профилем. Поэтому вращающая турбину сила возникает при прямом и обратном движении среды.

Схема создание силы, при акустических колебаниях

Схема создание силы, при акустических колебаниях

Механизм работы генератора наглядно показан на видео.

Добавить комментарий


Почитать ещё по теме:


Промышленный двигатель Стирлинга 1кВт
theac-final-version
Термоакустическая тепловая машина 25кВт на цикле Стирлинга
Натриевый тепловой двигатель сулит революцию для домашних ТЭЦ
Домашняя ТЭЦ на микротурбине (часть 2)

Template design by Joule Watt © 2015 Домашняя энергетика