Експериментальні дослідження робочих процесів в термоакустичному турбогенераторі - Коробко, В. В.; Korobko, V. V. (My University, 2019)
Термоакустичні теплові машини (ТАТМ) – це відносно новий та мало поширений тип теплових машин, які суттєво відрізняються від традиційних механічних систем відсутністю рухомих елементів, екологічною безпечністю, здатністю працювати від зовнішніх джерел енергії. Термоакустичні двигуни (ТАД) – теплові машини прямої дії, здатні перетворювати теплову енергію в механічну в формі потужних акустичних хвиль. Зростаючий інтерес до ТАТМ пов’язаний з можливостю використання їх в системах енергозбереження, оскільки впровадження енергозаощаджуючіх технологій є дієвим методом підвищення ефективності енергетичних установок (ЕУ), та зменшення їх шкідливого впливу на довкілля. Широкому впровадженню ТАТМ заважає їх низька питома потужність, складність перетворення акустичних коливань в механічну роботу, брак досвіду. В статті приведені результати експериментальних досліджень робочих характеристик дослідного термоакустичного турбогенератора (ТАТГ). До складу ТАТГ входив термоакустичний двигун, який працює за термодинамічним циклом Брайтона, та електрогенератор. В якості привода електрогенератора було використано імпульсну двонаправлену турбіну (ІДТ), яка здатна перетворювати коливний рух робочого середовища в механічну енергію. В ході експериментів були отримані дані що до зовнішніх, як, так і ТАТГ, при різних режимах навантаження. Взаємодія імпульсної двонаправленої турбіни з пульсуючим робочим середовищем призводить до появи в резонаторі складних радіальних течій, які впливають на ефективність процесів енергоперетворення. В роботі, шляхом CFD-моделювання, вивчалися особливості формування та розвитку радіальних течій. Граничні та начальні умови завдавалися на основі експериментальних даних. Результати CFD-експериментів дозволили вивчити вплив різних чинників на інтенсивність радіальних течій. Показано, що радіальні течії існують у вигляді квазістаціонарних пульсуючих структур, довжина яких залежить від амплітуди коливного руху пульсуючого середовища та частоти акустичних коливань. Наявність цих течій призводить для «ударного» входу потока в спрямляючий апарат ІДТ. За результатами досліджень запропоновані технічні рішення, які запобігають їх утворенню.
Коробко, В. В. Експериментальні дослідження робочих процесів в термоакустичному турбогенераторі = Experimental research of working processes in a thermoacoustic turbine generator / В. В. Коробко // Авиационно-космическая техника и технология. – 2019. – № 7 (159). – С. 65–70.
Keywords: імпульсна двонаправлена турбіна; термоакустика; CFD-моделювання; теплові машини; импульсная двунаправленная турбина; термоакустика; CFD-моделирование; тепловые машины; bidirectional impulse turbine; thermoacoustic; CFD modeling; heat machines