Експериментальні дослідження робочих процесів в термоакустичному турбогенераторі

Скорочена інформація про документ
dc.contributor.authorКоробко, В. В.
dc.contributor.authorKorobko, V. V.
dc.date.accessioned2021-11-12T10:09:45Z
dc.date.available2021-11-12T10:09:45Z
dc.date.issued2019
dc.descriptionКоробко, 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.uk_UA
dc.description.abstractТермоакустичні 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.uk_UA
dc.description.abstract1Thermoacoustic thermal machines (TATM) is a relatively new and non-common type of thermal machines that differs significantly from conventional mechanical systems due to the lack of moving elements, environmental safety, and the ability to operate from external sources of energy. Thermoacoustic engines (TAE) - direct-acting thermal machines that are capable of converting thermal energy into mechanical in the form of powerful acoustic waves. The growing interest to TATM is related to the possibility of using them in energy saving systems since the introduction of energy saving technologies is an effective method for increasing the efficiency of power plants and reducing their harmful effects on the environment. The wide introduction of TATM is hampered by their low specific power, the complexity of the transformation of acoustic oscillations into mechanical work and lack of experience. The article presents the results of experimental research on the operational characteristics of the thermoacoustic turbogenerator (TATG). The TATG consists of a thermoacoustic engine, which operates in the Brighton thermodynamic cycle and an electric generator. As an actuator of an electric generator, a pulsed bi-directional turbine was used. It is capable of converting the oscillatory motion of the working medium into mechanical energy. In the course of experiments, data were obtained on external characteristics of both TAE and TATG at different load conditions. The interaction of a pulsed bi-directional turbine with a pulsating working medium leads to the appearance of complex radial currents in the resonator that affects the efficiency of the energy conversion processes. In the work, using CFD simulation, the peculiarities of formation and development of radial currents were studied. Boundary and initial conditions were imposed based on experimental data. The results of CFD experiments allowed us to study the influence of various factors on the intensity of radial currents. It is shown that radial currents exist in the form of quasistationary pulsating structures whose length depends on the amplitude of the oscillatory motion of the pulsating medium and the frequency of acoustic oscillations. The presence of these currents leads to the "desired" flow of input into the rectifying apparatus of the impulse turbine. According to the results of the research, technical solutions are proposed that prevent the formation of such currents.uk_UA
dc.description.abstract2Термоакустические тепловые машины (ТАТМ) – это относительно новый и мало распространенный тип тепловых машин, которые существенно отличаются от традиционных механических систем отсутствием подвижных элементов, экологической безопасностью, способностью работать от внешних источников энергии. Термоакустические двигатели (ТАД) – это тепловые машины прямого действия, которые способны превращать тепловую энергию в механическую в форме мощных акустических волн. Растущий интерес к ТАТМ связан с возможностью использования их в системах энергосбережения, поскольку внедрение энергосберегающих технологий является действенным методом повышения эффективности энергетических установок (ЭУ). Широкому внедрению ТАТМ мешает их низкая удельная мощность, сложность преобразования акустических пульсаций в механическую работу, недостаток опыта. В статье приведены результаты экспериментальных исследований рабочих характеристик опытного термоакустического турбогенератора (ТАТГ). В состав ТАТГ входил термоакустических двигатель, работающий по термодинамическому циклу Брайтона, ИДТ и электрогенератор. В качестве привода электрогенератора использована импульсная двунаправленная турбина (ИДТ), которая способна преобразовывать колебательное движение рабочей среды в механическую энергию. В ходе экспериментов были получены данные о внешних характеристиках ТАД и ТАТГ при различных режимах нагрузки. Показано, что взаимодействие импульсной двунаправленной турбины с пульсирующей рабочей средой приводит к появлению в резонаторе радиальных течений, влияющих на эффективность процессов энергопреобразования. В работе, путем CFD-моделирования, изучались особенности формирования и развития радиальных течений. Граничные и начальные условия задавались на основе экспериментальных данных. Результаты CFD-экспериментов позволили изучить влияние различных факторов на интенсивность радиальных течений. Показано, что радиальные течения существуют в виде квазистационарных пульсирующих структур, продольный размер которых зависит от амплитуды колебательного смещения пульсирующей среды и частоты акустических колебаний. Наличие этих течений приводит к «ударному» входу потока в спрямляющий аппарат ИДТ. По результатам исследований предложены технические решения, которые предотвращают их образование.uk_UA
dc.description.provenanceSubmitted by Диндеренко Катерина (kateryna.dynderenko@nuos.edu.ua) on 2021-11-12T10:06:40Z No. of bitstreams: 1 Korobko 3.pdf: 696825 bytes, checksum: 68987695e73429ac68cfcd58c8266ad3 (MD5)en
dc.description.provenanceApproved for entry into archive by Диндеренко Катерина (kateryna.dynderenko@nuos.edu.ua) on 2021-11-12T10:07:57Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Korobko 3.pdf: 696825 bytes, checksum: 68987695e73429ac68cfcd58c8266ad3 (MD5)en
dc.description.provenanceApproved for entry into archive by Диндеренко Катерина (kateryna.dynderenko@nuos.edu.ua) on 2021-11-12T10:08:46Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Korobko 3.pdf: 696825 bytes, checksum: 68987695e73429ac68cfcd58c8266ad3 (MD5)en
dc.description.provenanceMade available in DSpace on 2021-11-12T10:09:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Korobko 3.pdf: 696825 bytes, checksum: 68987695e73429ac68cfcd58c8266ad3 (MD5)en
dc.identifier.govdocdoi: 10.32620/aktt.2019.7.08
dc.identifier.issn1727-7337 (print)
dc.identifier.issn2663-2217 (online)
dc.identifier.urihttps://eir.nuos.edu.ua/handle/123456789/4576
dc.language.isoukuk_UA
dc.relation.ispartofseries621.412-047.37uk_UA
dc.subjectімпульсна двонаправлена турбінаuk_UA
dc.subjectтермоакустикаuk_UA
dc.subjectCFD-моделюванняuk_UA
dc.subjectтеплові машиниuk_UA
dc.subjectимпульсная двунаправленная турбинаuk_UA
dc.subjectтермоакустикаuk_UA
dc.subjectCFD-моделированиеuk_UA
dc.subjectтепловые машиныuk_UA
dc.subjectbidirectional impulse turbineuk_UA
dc.subjectthermoacousticuk_UA
dc.subjectCFD modelinguk_UA
dc.subjectheat machinesuk_UA
dc.titleЕкспериментальні дослідження робочих процесів в термоакустичному турбогенераторіuk_UA
dc.title1Experimental research of working processes in a thermoacoustic turbine generatoruk_UA
dc.title22019
dc.typeArticleuk_UA

Файли

Контейнер файлів
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз
Назва:
Korobko 3.pdf
Розмір:
680.49 KB
Формат:
Adobe Portable Document Format
Опис:
стаття
Завантажити
Ліцензійна угода
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз недоступний
Назва:
license.txt
Розмір:
7.05 KB
Формат:
Item-specific license agreed upon to submission
Опис:
Завантажити

Зібрання

Статті (ЕСЕУтаТЕ)