Китайские ученые создали термоакустический генератор Стирлинга высокой мощности

Китайские ученые смогли добиться существенного прорыва в области установок Стирлинга, который позволит значительно снизить звуковую сигнатуру подлодок.

Как указывается в издании SCMP, разработчики из Технического института физики и химии (TIPC) объявили о том, что им удалось сконструировать термоакустический генератор Стирлинга с высокой энергоотдачей. Возможность изготовления высокомощной установки была доказана американскими учеными из НАСА, которые оформили соответствующий патент. Однако дальше теории дело не пошло.

Принцип работы двигателя Стирлинга состоит в преобразовании тепла, получаемого от внешних источников, в звуковые волны, создающие акустическое поле, которое и приводит в движение поршень. При этом линейный электрогенератор вырабатывает переменный ток. Сама установка далеко не нова и уже применяется на подлодках, но китайским ученым удалось поднять ее на новый уровень мощности.

С их слов, созданный ими прототип, имеющий длину примерно два метра, может выдавать до 102 киловатт мощности при температуре источника тепла 530 градусов по Цельсию. В качестве рабочей среды выступает гелий под давлением в 15 мегапаскалей. Коэффициент перехода тепла в электричество составляет 28%; возможно увеличение этого показателя до 34%.

Как заявляют разработчики, их изобретение будет использоваться на китайских подлодках и космических аппаратах.

Comments

[Бережливый]

То есть 102 кВт хватит для передвижения субмарины?Или там будет стоять десяток таких установок?

[JD1979]

Цитата: Бережливый

С их слов, созданный ими прототип, имеющий длину примерно два метра, может выдавать до 102 киловатт мощности

С их слов, созданный ими ПРОТОТИП, имеющий длину примерно два метра, может выдавать до 102 киловатт мощности.

[igorbrsv]

. до 102 киловатт мощности при температуре источника тепла 530 градусов по Цельсию

[igorbrsv]

Это при условии что температура окияна будет 530°С

[Pushkowed]

Важна не температура воды, а разница температур. Стирлинг работает от этой разницы - у него есть нагреватель и холодильник. На ПЛ в качестве холодильника используется забортная вода. Если её температура будет такой же, как у нагревателя (те самые 530), то никакой разницы не будет, и установка не сможет работать. А так - при равной температуре нагревателя Стирлинги эффективнее работают в холодных морях.

[igorbrsv]

Так ведь есть элемент Пельтье. Зачем велосипед изобретать? Он же также преобразует разницу температур. Нагреваешь одну сторону или охлаждаешь другую. Он в обе стороны работает. Применяется в портативных холодильниках, куллерах. Его эффективность не меньше. Хочешь электричество преобразуй в тепло/холод, хочешь наоборот

[Pushkowed]

Элементы Пельтье вырабатывают слишком мало энергии на единицу собственного объёма-веса. Для подплава это критично.

[Nikolaevich I]

Стирлинг-двигатель ,который ,образно говоря, преобразует внешнее тепло в механическое движение и работает благодаря разнице температур...Это механическое движение затем преобразуется во "что угодно", но механическая энергия первична ! И потому принцип ,что здесь приписывают Стирлингу,мне не понятен ! Как тепло может сразу "превращаться" в звуковые волны ?
Я знаю другой двигатель ,который может

[Nikolaevich I]

(Продолжение)
Я знаю другой двигатель,который может преобразовывать без механических узлов энергию горения топлива в звуковые волны ...это ПуВРД ! Ну...может быть стоит добавить ещё МГД-генератор...Можно привести и такой преобразователь тепла в звуковые волны,который работает по принципу мембраны[то есть,как динамик(громкоговоритель)],когда с одной стороны упругой пластины подводится "импульсно" тепло посредством нагретых жидкости,газа ; а с другой -"импульсно" охлаждается... Но и тут присутствует механическое движение мембраны ,движение потока жидкости,газа !

[jdiver]

звуковые волны это просто колебания давления рабочего тела - гелия в данном случае. колебательный механический процесс создает колебания давления рабочего тела в цилиндрах. Странно написано, похоже гугл перевод с китайского.

[jdiver]

блин. прозевал слово "термоаккустический" в заголовке. Да это отдельный тип двигателя Стирлинга, который формирует звуковую волну в резонаторе без сжатия рабочего тела поршнем.

[dilukhin]

Про передвижение разговора не было, разговор про генерацию ЭЭ и малошумность

[Reklastik]

Принцип работы двигателя Стирлинга состоит в преобразовании тепла, получаемого от внешних источников, в звуковые волны, создающие акустическое поле, которое и приводит в движение поршень.

- нет. Что вы нам тут динамик описываете?

[Бережливый]

В динамике есть поршни? Мембраны там есть,магниты,поршней нету

[Румaтa]

Интересно, даже не слышал.

Термоакустический двигатель Стирлинга — вместо использования поршня-вытеснителя, рабочее тело движется между горячей и холодной полости за счёт явлений акустического резонанса. Такая схема позволяет уменьшить количество движущихся частей, но возникают сложности с поддержанием акустического резонанса, а также со снятием мощности.

В статье нет веса мотора. Для подлодки важен КПД, а для космоса вес очень важен. И вообще, что он там будет делать? Нагрев от алюминиевых солнечных батарей? Т плавления
где-то 700 Цельсия. Самое оно, и выработка электроэнергии? Выгоднее ли это просто солнечых батарей????

[igorbrsv]

А зачем энергию солнечных батарей преобразовывать таким нетривиальным способом в электромеханическую и затем обратно в электрическую

[jdiver]

В тепловом двигателе КПД зависит от разницы температуры охладителя и нагревателя. В космосе можно получить с теневой стороны аппарата сильный минус, а на освещенной сильный нагрев. Может этот аспект лучше играет в космосе чем солнечные батареи если лететь надо далеко от Солнца.

[podval57]

"Принцип работы двигателя Стирлинга состоит в преобразовании тепла, получаемого от внешних источников, в звуковые волны, создающие акустическое поле, которое и приводит в движение поршень. При этом линейный электрогенератор вырабатывает переменный ток"

Опять напечатали бред : дунул в свисток , сдвинул поршень - электрогенератор вырабатывает переменный ток. Гениально !

[oppozite28]

Хотелось бы узнать какое влияние оказывает работа двигателя Стирлинга на работоспособность экипажа. Особенно такие факторы как инфразвук и торсионные поля, например. Даже с учётом толщины стенок переборок отсеков подлодки и защитной экранировки

[jdiver]

откуда там инфразвуку взяться у него длина волны ого-го. Чем её генерировать? Хотя звук от двигателя (не инфра) на жизнь экипажа лодки влияет самым непосредственным образом. Через работу противолодочных средств обнаружения :) Хотя насколько я знаю двигатели Стилинга как-раз сильно тише ДВС из-за отсутсвия механизмов газораспределения как минимум.

[alystan]

Возможность изготовления высокомощной установки была доказана американскими учеными из НАСА, которые оформили соответствующий патент. Однако дальше теории дело не пошло.

Положили под сукно и повторили советский опыт.
Которым не преминул воспользоваться конкурент.

[Боло]

Это вам не сколково : есть результат, а не распилы...

[igorbrsv]

И каков результат? .....
Имеем хренотень, но незнаем куда её присобачить?

[антивирус]

Хренотень - это тень от хрени? Или наоборот? Десятилетия на принципы новых конструкции и потом технологии. Нет конкретно сроков новой лодки.
А хренотень растворяется в морской воде?

[konst]

Скорее всего разработка СССР.

[костя1]

А что такое "звуковая сигнатура"?-и как описанное может на нее повлиять?

[agond]

Двигатель на фото похож на двигатели применяемые в космосе, но там стоят поршни....,
стирлинг это первая позиция,однако следует огласить весь список .Стирлингам требуется
2 запас жидкого кислорода
3 насосы с электроприводом для подачи ж.кислорода и топлива в место где оно горит
4 химический поглотитель газообразных продуктов горения - СО2 или компрессор с электроприводом для сжатия газа и баллоны для его хранения
5 система водяного охлаждения двигателя (без охлаждения стирлинги не работают), опять потребуются насосы с электроприводом
это минимум того, что надо дополнительно установить на лодке помимо дизеля , запаса солярки и классических аккумуляторов , хотя их может быть меньше ведь у нас тут ВНЭУ, при этом надо учитывать, что все перечисленное (или почти все) надо установить внутри прочного корпуса, и это при том, что внутри прочного корпуса нет лишних объемов и придется искать компромисс и от чего то отказываться

[Харитon]

Кривой перевод - акустическая сигнатура, так как звуковая была бы уже по диапазону.

[bbss]

А как он будет шуметь под водой?