ДВИГАТЕЛЬ С ВНЕШНИМ ПОДВОДОМ ТЕПЛОТЫ НА ОСНОВЕ ТЕРМОАКУСТИЧЕСКОГО ЭФФЕКТА ДЛЯ АВТОНОМНОЙ ТЕПЛОВОЙ ЭЛЕКТРОСТАНЦИИ

A.D. Mekhtiev; V.V. Yugay; U.S. Esenzholov; N.B. Kaliaskarov

doi:10.14529/power190203

Authors

A.D. Mekhtiev Karaganda State Technical University, Karaganda, Republic of Kazakhstan
V.V. Yugay Karaganda State Technical University, Karaganda, Republic of Kazakhstan
U.S. Esenzholov Karaganda State Technical University, Karaganda, Republic of Kazakhstan
N.B. Kaliaskarov Karaganda State Technical University, Karaganda, Republic of Kazakhstan

DOI:

https://doi.org/10.14529/power190203

Keywords:

thermal power plant, Stirling engine, cogeneration, thermal energy, integrated production, alternative energy

Abstract

Efficient power supply is still challenging. One way to address this challenge is to design a small-scale thermal power plant that can fire any fuel. Using an internal energy source helps reduce the production costs while enabling more reliable and uninterrupted power supply. The proposed power plant is designed to be driven by an externally heated heat engine. The goal is to create an alternative cogeneration source of energy for remote rural consumers that can fire virtually any fuel or combustible waste. This will enable rural residents to generate electricity and heat on the spot without incurring transportation-related losses. The paper presents some results of computer simulation of an externally heated Stirling engine and discusses some of its design specifics.

Downloads

Download data is not yet available.

References

Бобылев, А.В. Математическая модель свободнопоршневого двигателя Стирлинга / А.В. Бобылев, В.А. Зенкин // Техника. Технологии. Инженерия. – 2017. – № 1. – С. 22–27.

Оценка КПД криогенного двигателя Стирлинга, входящего в состав газификатора сжиженного природного газа системы питания газовым потоком судового двигателя / В.А. Афанасьев, А.М. Цейтлин, П.Б. Поляков, Р.Ю. Гавлович //

Вестник АГТУ. Серия «Морская техника и технология». – 2013. – № 1. – С. 78–83.

Горожанкин, С.А. Комбинированные газотурбинные установки с двигателями Стирлинга / С.А. Горожанкин, Н.В. Савенков, А.В. Чухаркин // Научно-технические ведомости Санкт-Петербургского политехнического университета. – 2015. – № 2 (219). – С. 57–66. DOI: 10.5862/JEST.219.7

Жаукешов, А.М. К выбору компонентов солнечной электростанции с двигателем Стирлинга / А.М. Жаукешов // Вестник КазНУ. Серия «Физическая». – 2014. – № 4 (51). – С. 85–89.

Langlois, Justin L.R. Dynamic computer model of a Stirling space nuclear power system / Justin L.R. Langlois // Annapolis: US Naval Academy. – 2006. – Trident Scholar project report no. 345.

Ильин, Р.А. Эффективность использования двигателей Стирлинга в составе газовых теплоэнергетических установок / Р.А. Ильин // Вестник АГТУ. – 2008. – Вып. 5 (46). – С. 110–113.

Абакшин, А.Ю. Численное моделирование процессов тепло- и массобмена в цилиндрах двигателя с внешним подводом теплоты / А.Ю. Абак-шин, Г.А. Ноздрин, М.И. Куколев // Научно-технические ведомости СПбГПУ. – 2012. – № 2–2 (1477). – С. 164–167.

Уокер, Г. Двигатели Стирлинга: пер. с англ. – М.: Мир, 1985. – 408 с.

Ридер, Г.Т. Двигатели Стирлинга: пер. с англ. / Г.Т. Ридер, Ч. Хупер. – М.: Мир, 1986. – 464 с.

Методика определения параметров теплообмена во внутреннем контуре двигателя Стирлинга / В.А. Светлов, С.И. Ефимов,

Н.А. Иващенко, А.В. Сячинов // Материалы международной научно-технической конференции. – М.: Изд-во МГТУ. – 1997. – С. 45–47.

Веревкин, М.Г. Метод комплексного теплового и конструкторского расчета термомеханического генератора / М.Г. Веревкин // Известия вузов. Машиностроение. – 2004. – № 10. – С. 33–37.

Boluriaan, S. Acoustic streaming: from Rayleigh to today / S. Boluriaan, P.J. Morris // International Journal of Aeroacoustics. – 2009. – No. 11. – P. 255–292.

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

Nonlinear two-dimensional model for thermoacoustic engines / C.A. Kassinos, G. Langer, Y.A. Ilinksii, E.A. Zabolotskaya // J. Acoust. Soc. Am. – 2004. – Vol. 111, no. 5.

Nijeholt, J.L. Simulation of a traveling-wave thermoacoustic engine using computational fluid dynamics / J.L. Nijeholt, M. Tijani, S. Spoelstra // J. Acoust. Soc. Am. – 2005. – No. 4 – P. 2265–2270. DOI: 10.1121/1.2035567

Thomas, B. Update on the evaluation of different correlations for the flow friction factor and heat transfer of Stirling engine regenerators / B. Thomas, D. Pittman // Energy Conversion Engineering Conference and Exhibit. – 2000. – Vol. 1. – P. 76–84. DOI:

2514/6.2000-2812

Thompson, M.W. Influences of a temperature gradient and fluid inertia on acoustic streaming in a standing wave / M.W. Thompson, A.A. Atchley, M.J. Maccarone // J. Acoust. Soc. Am. – 2004. – P. 1939–1849.

Ward, W. Fully tested software and users guide available from energy science and technology software center U.S. Dept. of energy / W. Ward, G.W. Swift // Oak Ridge,Tenn. J. Acoust. Soc. Am. – 1997. – P. 3671.

Мини ТЭЦ и мини электростанции на основе двигателя Стирлинга для энергообеспечения жилых и промышленных объектов / А.Д. Мехтиев, В.И. Эйрих, В.В. Югай и др. // Международный научный журнал «Актуальные проблемы совре-

менности». – Караганда: Болашақ-Баспа. – 2014. – № 3 (5). – С. 94–97.

Мини ТЭЦ с линейным генератором тока с рекуператором для утилизации отходов подверженных горению: свидетельство о государственной регистрации прав на объект авторского права Республики Казахстан № 0956 / А.Д. Мехтиев, В.В. Югай, А.Д. Алькина, П.М. Ким, О.В. Алдошина, Р.А. Мехтиев, Д.Д. Балапанова, А.В. Федорова. – Опубл. 23.05.2016.