Китайские ученые создали термоакустический генератор Стирлинга высокой мощности

29
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.
  • SCMP
Наши новостные каналы

Подписывайтесь и будьте в курсе свежих новостей и важнейших событиях дня.

29 комментариев
Информация
Уважаемый читатель, чтобы оставлять комментарии к публикации, необходимо авторизоваться.
  1. 0
    15 ноября 2023
    То есть 102 кВт хватит для передвижения субмарины?Или там будет стоять десяток таких установок?
    1. +3
      15 ноября 2023
      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.
      1. 0
        15 ноября 2023
        . до 102 киловатт мощности при температуре источника тепла 530 градусов по Цельсию
    2. -3
      15 ноября 2023
      Это при условии что температура окияна будет 530°С
      1. +3
        16 ноября 2023
        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.
        1. +1
          16 ноября 2023
          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
          1. 0
            17 ноября 2023
            Элементы Пельтье вырабатывают слишком мало энергии на единицу собственного объёма-веса. Для подплава это критично.
        2. +2
          16 ноября 2023
          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 ? request
          Я знаю другой двигатель ,который может
          1. +1
            16 ноября 2023
            (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 !
          2. 0
            16 ноября 2023
            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.
            1. +1
              16 ноября 2023
              блин. прозевал слово "термоаккустический" в заголовке. Да это отдельный тип двигателя Стирлинга, который формирует звуковую волну в резонаторе без сжатия рабочего тела поршнем.
    3. 0
      16 ноября 2023
      Про передвижение разговора не было, разговор про генерацию ЭЭ и малошумность
  2. +10
    15 ноября 2023
    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? laughing
    1. 0
      15 ноября 2023
      В динамике есть поршни? belay Мембраны там есть,магниты,поршней нету negative
  3. +1
    15 ноября 2023
    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????
    1. +2
      15 ноября 2023
      А зачем энергию солнечных батарей преобразовывать таким нетривиальным способом в электромеханическую и затем обратно в электрическую belay
    2. 0
      16 ноября 2023
      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.
  4. +6
    15 ноября 2023
    "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 !
  5. 0
    15 ноября 2023
    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 recourse
    1. 0
      16 ноября 2023
      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.
  6. 0
    15 ноября 2023
    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.
  7. +1
    15 ноября 2023
    Это вам не сколково : есть результат, а не распилы...
    1. 0
      15 ноября 2023
      И каков результат? what.....
      Имеем хренотень, но незнаем куда её присобачить? request
      1. +1
        15 ноября 2023
        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?
  8. 0
    15 ноября 2023
    Скорее всего разработка СССР.
  9. +1
    15 ноября 2023
    А что такое "звуковая сигнатура"?-и как описанное может на нее повлиять?
    1. +2
      15 ноября 2023
      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
    2. 0
      15 ноября 2023
      Кривой перевод - акустическая сигнатура, так как звуковая была бы уже по диапазону.
  10. 0
    16 ноября 2023
    А как он будет шуметь под водой?

«Правый сектор» (запрещена в России), «Украинская повстанческая армия» (УПА) (запрещена в России), ИГИЛ (запрещена в России), «Джабхат Фатх аш-Шам» бывшая «Джабхат ан-Нусра» (запрещена в России), «Талибан» (запрещена в России), «Аль-Каида» (запрещена в России), «Фонд борьбы с коррупцией» (запрещена в России), «Штабы Навального» (запрещена в России), Facebook (запрещена в России), Instagram (запрещена в России), Meta (запрещена в России), «Misanthropic Division» (запрещена в России), «Азов» (запрещена в России), «Братья-мусульмане» (запрещена в России), «Аум Синрике» (запрещена в России), АУЕ (запрещена в России), УНА-УНСО (запрещена в России), Меджлис крымскотатарского народа (запрещена в России), легион «Свобода России» (вооруженное формирование, признано в РФ террористическим и запрещено)

«Некоммерческие организации, незарегистрированные общественные объединения или физические лица, выполняющие функции иностранного агента», а так же СМИ, выполняющие функции иностранного агента: «Медуза»; «Голос Америки»; «Реалии»; «Настоящее время»; «Радио свободы»; Пономарев; Савицкая; Маркелов; Камалягин; Апахончич; Макаревич; Дудь; Гордон; Жданов; Медведев; Федоров; «Сова»; «Альянс врачей»; «РКК» «Центр Левады»; «Мемориал»; «Голос»; «Человек и Закон»; «Дождь»; «Медиазона»; «Deutsche Welle»; СМК «Кавказский узел»; «Insider»; «Новая газета»