Silnik dysku falowego

Silnik z dyskiem falowym lub generator z dyskiem falowym to rodzaj beztłokowego silnika obrotowego opracowywanego na Uniwersytecie Stanowym Michigan i Politechnice Warszawskiej . Silnik ma wirujący dysk z zakrzywionymi łopatkami. Gdy paliwo i powietrze dostaną się do silnika, obrót tarczy tworzy fale uderzeniowe, które ściskają mieszankę. Po zapaleniu płonąca mieszanka rozszerza się, naciskając na ostrza, powodując ich obracanie. Wirowanie samego dysku otwiera i zamyka otwory wlotowe i wylotowe. Zaproponowaną koncepcję nazwano a promieniowy wirnik fali wewnętrznego spalania .

Tło

Wirniki falowe wykorzystują fale uderzeniowe do przenoszenia energii między płynem o wysokiej energii do płynu o niskiej energii, zwiększając w ten sposób zarówno temperaturę, jak i ciśnienie płynu o niskiej energii (zwane również maszynami fal ciśnieniowych lub wymiennikami ciśnienia).

Zasady działania

Podobnie jak w przypadku wszystkich silników cieplnych , wydajność silnika z dyskiem falowym zależy od różnicy temperatur między gorącą i zimną stroną (patrz twierdzenie Carnota ). W porównaniu z konwencjonalnym silnikiem tłokowym ( silnikiem tłokowym ), silnik z tarczą falową pracuje w wyższej temperaturze szczytowej, co teoretycznie czyni go bardziej wydajnym. Konstrukcja działa również bez układu chłodzenia, co pozwala zaoszczędzić na wadze. W porównaniu z turbiną opartych na systemach, prędkość obrotowa i temperatura łopat wirnika silnika z dyskiem falowym są niższe, co powoduje mniejsze obciążenie materiałów, a co za tym idzie mniejsze wymagania materiałowe, co prowadzi do niższych kosztów produkcji i konserwacji.

Wcześniejsze implementacje wirnika falowego dotyczyły głównie przepływu osiowego , gdzie proces oczyszczania zawracającego gorące sprężone powietrze z powrotem do turbiny jest złożony. Silnik z tarczą falową wykorzystuje przepływ promieniowy i obwodowy, wykorzystując siły odśrodkowe do oczyszczania. Zakrzywione kanały zapewniają większą długość przy tej samej średnicy dysku w porównaniu z prostymi kanałami, umożliwiając odpowiednie dostrojenie czasu przemieszczania się fal.

Aktualny stan

Silnik z dyskiem falowym ma potencjał lepszej efektywności energetycznej w porównaniu z konwencjonalnymi konstrukcjami silników spalinowych i może potencjalnie obniżyć wagę. Możliwe zastosowania obejmują ładowanie akumulatorów w pojazdach hybrydowych , co może zmniejszyć wagę o około 1000 funtów (450 kg). [ potrzebne źródło ] Obiecuje, że będzie do 60% wydajny, o 30% lżejszy i o 30% tańszy w produkcji niż równoważny konwencjonalny silnik tłokowy, a także zmniejszy emisje o 90%.

z Michigan State University i Warsaw Institute of Technology twierdzą, że dysponują prototypowym silnikiem z dyskiem falowym i generatorem prądu, który mógłby zastąpić obecną technologię generatorów rezerwowych stosowanych w elektrycznych pojazdach hybrydowych typu plug-in. Zespół badawczy jest kierowany przez profesora nadzwyczajnego inżynierii mechanicznej Norberta Müllera i otrzymał dofinansowanie w wysokości 2,5 miliona dolarów od ARPA-E Departamentu Energii Stanów Zjednoczonych program. Zespół Müllera miał nadzieję, że do końca 2011 r. będzie gotowy silnik/generator z tarczą falową o mocy 25 kilowatów (33 KM) wielkości pojazdu. Od stycznia 2013 r. w ramach projektu rozpatruje się komercjalizację tej technologii. Badania są kontynuowane na Uniwersytecie Columbia w 2017 roku oraz na Uniwersytecie Stanowym Michigan.

Linki zewnętrzne

Pobrano z „ https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Wave_disk_engine&oldid=1137658901 ”