Домашняя энергетика

Джоули, Ватты, Калории

Новый генератор для термоакустического двигателя Стирлинга

Январь 28, 2015 at 2:58 пп | Преобразование энергии | 9212 Просмотров

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.

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 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.