Новый тепловой двигатель хвастается минимумом подвижных частей
В стране кленового листа появился генератор, КПД которого, теоретически, может достичь эффективности, как у топливных элементов при стоимости, как у ДВС.
Новинка — детище компании Etalim. Как и в давнем проекте британской звуковой печи, в канадском устройстве тепловая энергия сначала преобразуется в мощные акустические колебания, а уже те — в движение и далее в электричество.
Фактически перед нами разновидность термоакустических двигателей (thermoacoustic engine). Над ними в последние годы работают учёные и инженеры в разных компаниях и университетах.
В основе канадского аппарата — герметичная полость, в которой под давлением находится гелий. В ней же расположена колеблющаяся металлическая пластина, а под ней — упругая металлическая диафрагма, связанная с валом. При нагреве газа с верхней стороны пластины в нём возникают звуковые волны, вызывающие движение диафрагмы. Та, в свою очередь, толкает вал, соединённый с электрическим генератором.
«Одно колебание пластины вызывает сдвиг вала всего на 0,2 миллиметра, но система способна совершать 500 циклов в секунду», — сообщает Technology Review.
По процессам, происходящим в замкнутой системе с рабочим телом, термоакустические двигатели родственны куда более известным стирлингам (некоторые даже считают первые экзотическим подвидом вторых).
Но у стирлингов есть серьёзный недостаток: для получения больших мощности и КПД нужно повышать давление в системе и температуру нагревателя, что приводит к необходимости применения дорогих и сложных уплотнений цилиндра, а также прецизионного изготовления подвижных частей (поршней).
В агрегате от Etalim трущихся деталей практически нет, как и быстро изнашивающихся уплотнений. Что до КПД, то в первом прототипе авторы использовали слабый нагрев горячей части аппарата, а потому получили эффективность всего в 10%. Но второй образец, который должен быть представлен весной нынешнего года, по уверению фирмы, покажет КПД в 20–30% при температуре «печки» в 500 градусов по Цельсию.
Появление коммерческой модели (в роли домашнего генератора) ожидается в 2012 году. Канадцы пишут о расчётном КПД в 40% при рабочей температуре 700 °C. Ориентировочная цена устройства составит один доллар за ватт выходной мощности. В дальнейшем Etalim намерена снизить стоимость тепловой машины до 15 центов за ватт, что позволит «термоакустике» соревноваться с генераторами на базе ДВС.
В отдалённой перспективе авторы конструкции намерены добиться повышения эффективности установки до 50%. Но это уже потребует применения керамики, поскольку температуру горячей части двигателя нужно будет нарастить до тысячи градусов.
- Источник(и):
-
1. membrana.ru
- Войдите на сайт для отправки комментариев