Двигатель с внешним подводом теплоты на основе термоакустического эффекта для автономной тепловой электростанции

Али Джаванширович Мехтиев, Вячеслав Викторович Югай, Нурбол Балтабаевич Калиаскаров, Улан Серикович Есенжолов

Аннотация


Проблема эффективного электроснабжения не решена в полном объеме до сих пор. Одним из путей решения данной проблемы является разработка микротепловой электростанции, способной функционировать практически на любом топливе. Использование собственного источника энергии позволит снизить затраты на ее производство. Существенно повышаются показатели надежности электроснабжения и обеспечивается ее бесперебойная поставка потребителю. Предложенная нами электростанция приводится в действия тепловым двигателем с внешним подводом теплоты. Целью является создание альтернативного когенерационного источника энергии для удаленных потребителей сельской местности, способного работать практически на любом виде топлива или отходах, подверженных горению. Это позволит сельскому жителю на месте без оплаты транспортных потерь электроэнергии, производить электрическую и тепловую энергию в комплексе. В статье приведены некоторые результаты компьютерного моделирования двигателя с внешним подводом тепла, который работает по принципу Стирлинга. Рассмотрены конструктивные особенности разрабатываемого двигателя.


Ключевые слова


тепловая электростанция, двигатель Стирлинга, когенерация, тепловая энергия; комплексное производство; альтернативная энергетика

Полный текст:

PDF

Литература


Bobylev A.V., Zenkin V.A. [The Mathematical Model of Stirling's Free-Piston Engine]. Bulletin of Equipment. Technologies. Engineering, 2017, no. 1, pp. 22–27. (in Russ.)

Afanas'ev V.A., Tseytlin A.M., Polyakov P.B., Gavlovich R.Yu [Estimation of the Efficiency of the Cryogenic Stirling Engine, which is Part of the Gasifier of Liquefied Natural Gas, the Gas-Powered System of the Marine Engine]. Vestnik of Astrakhan State Technical University. Ser. Marine Engineering and Technolo-gies, 2013, no. 1, pp. 78–83. (in Russ.)

Gorozhankin S.A., Savenkov N.V., Chukharkin A.V. [Combined Gas Turbine Units with Stirling En-gines]. Bulletin of the Founder and Publisher of the Journal is the St. Petersburg State Polytechnical Univer-sity, 2015,

no. 2 (219), pp. 57–66. (in Russ.) DOI: 10.5862/JEST.219.7

Zhaukeshov A.M. [To the Selection of Components of a Solar Power Station with a Stirling Engine]. Bulletin of Herald of the Kazakh National University. Ser. Physical, 2014, no. 4 (51), pp. 85–89. (in Russ.)

Langlois Justin L.R. Dynamic Computer Model of a Stirling Space Nuclear Power system. Annapolis: US Naval Academy, 2006. Trident Scholar project report no. 345.

Il'in R.A. [Efficiency of Using Stirling Engines in Gas-and-Gas Heat and Power Plants]. Vestnik of As-trakhan State Technical University, 2008, no. 5 (46), pp. 110–113. (in Russ.)

Abakshin A.Yu., Nozdrin G.A., Kukolev M.I. [Numerical Modeling of Heat and Mass Transfer Pro-cesses in Engine Cylinders with External Heat Input]. Bulletin of the Founder and Publisher of the Journal is the St. Petersburg State Polytechnical University, 2012, vol. 2, no. 2 (1477), pp. 164–167. (in Russ.)

Uoker G. Dvigateli Stirlinga [Stirling Engines]. Transl. from Engl. Moscow, Mir Publ., 1985. 408 p.

Rider G. Dvigateli Stirlinga [Stirling Engines]. Transl. from Engl. Мoscow, Mir Publ., 1986. 464 p.

Svetlov V.A., Еfimov S.I., Ivashchenko N.A., Syachinov A.V. [Method of Determining the Parame-ters of Heat Exchange in the Inner Circuit of the Stirling Engine]. Proceedings of the International Scientific and Technical Conference, 1997, pp. 45–47. (in Russ.)

Verevkin M.G. [The Method of Complex Thermal and Thermo-Mechanical Design Calculation of

the Generator]. News Universities. Engineering, 2004, no. 10, pp. 33–37. (in Russ.)

Boluriaan S., Morris, P.J. [Acoustic Streaming: from Rayleigh to Today]. International Journal of Aeroacoustics, 2009, no. 11, pp. 255–292.

Ham, F., Mattsson, K., Iaccarino, G. & Moin, P. [Towards Time-Stableand Accurate LES on Unstructured Grids]. Lecture Notes in Computational Science and Engineering, 2007, vol. 56, pp. 235–249. DOI: 10.1007/978-3-540-34234-2_17

Kassinos C.A., Langer G., Ilinksii, Y.A., Zabolotskaya E.A. [Nonlinear Two-Dimensional Model for Thermoacoustic Engines]. J. Acoust. Soc. Am., 2004, vol. 111, no. 5.

Nijeholt J.L., Tijani M., Spoelstra S. [Simulation of a Traveling-Wave Thermoacoustic Engine Using Computational Fluid Dynamics]. J. Acoust. Soc. Am., 2005, no. 4, pp. 2265–2270. DOI: 10.1121/1.2035567

Thomas B., Pittman D. [Update on the Evaluation of Different Correlations for the Flow Friction Fac-tor and Heat Transfer of Stirling Engine Regenerators]. Energy Conversion Engineering Conference and Ex-hibit, 2000, vol. 1, pp. 76–84. DOI: 10.2514/6.2000-2812

Thompson M.W., Atchley A.A., Maccarone M.J. [Influences of a Temperature Gradient and Fluid In-ertia on Acoustic Streaming in a Standing Wave]. J. Acoust. Soc. Am., 2004, pp. 1849–1939.

Ward W., Swift G.W. [Fully Tested Software and Users Guide Available from Energy Science and Technology Software Center U.S. Dept. of Energy]. Oak Ridge, Tenn. J. Acoust. Soc. Am., 1997, p. 3671.

Mekhtiev A.D., Ejrih V.I., Yugaj V.V., Rahimberlinova Zh.B., Buzyakov R.R. [Mini-CHP and Mini Power Plant Based on Stirling Engine for Power Supply of Residential and Industrial Facilities]. International Scientific Journal “Actual Problems of Modernity”. Karaganda, Bolashaқ-Baspa, 2014, no. 3, pp. 94–97.

Mekhtiev A.D., Yugaj V.V. Al'kina A.D. Kim P.M. Aldoshina O.V., Mekhtiev R.A., Balapanova D.D., Fedorova A.V. Mini TETS s lineynym generatorom toka s rekuperatorom dlya utilizatsii otkhodov pod-verzhennykh goreniyu [Mini CHP Plant with a Linear Generator with Heat Recovery to Recycle the Waste Subject to Burning]. Certificate of State Registration of Rights to the Object of Copyright of the Republic of Kazakhstan, no. 0956, publ. 23.05.2016.




DOI: http://dx.doi.org/10.14529/power190203

Ссылки

  • На текущий момент ссылки отсутствуют.