- Tytuł:
-
Hybrid wave engine concept and numerical simulation of engine operation
Koncepcja hybrydowego silnika falowego i numeryczna symulacja jego pracy - Autorzy:
-
Piechna, J.
Dyntar, D. - Powiązania:
- https://bibliotekanauki.pl/articles/140270.pdf
- Data publikacji:
- 2010
- Wydawca:
- Polska Akademia Nauk. Czytelnia Czasopism PAN
- Tematy:
-
sprężanie nieustalone
turbina promieniowa z szeregowym układem stopni rozprężania
unsteady compression
serial flow radial turbine - Opis:
-
Recent investigations of micro engines have documented the problem of low efficiency of steady compression devices. As a solution, the application of unsteady processes has been proposed. Closer investigations have shown the applicability of pure unsteady devices for gas compression, but it is also shown that they are practically not applicable for torque generation. A new concept of the wave engine has to be developed. This paper presents such a new concept and numerical investigation of the hybrid wave engine. A hybrid wave engine combines in a single machine components realizing unsteady compression, steady expansion, and mixed unsteady and steady scavenging due to the centrifugal force action. MEMS technology requires or prefers a flat geometry. Therefore, the use of a radial type of wave compression device for air compression is proposed. A numerical, two-dimensional complete model of this device was built, and several numerical simulations of engine operations were performed. The numerical model includes the simplified model of the combustion chamber closing the flow loop between the high-pressure compressed air port and the high-pressure hot exhaust gas port. The model represents the complete flow scheme of the hybrid wave engine. A special type of turbine in radial configuration with serial flow layout is used for torque generation.
Badania prowadzone nad mikrosilnikami przepływowymi ukazały ich główną wadę jaką jest niska sprawność stacjonarnego procesu sprężania wynikająca z ich małych wymiarów. Jako rozwiązanie tego problemu proponuje się zastosowanie nieustalonych procesów sprężania. Dalsze badania wykazały ich przydatność w procesie sprężania lecz nieprzydatność do wytwarzania momentu napędowego. Dlatego też opracowano nową koncepcję falowego mikro silnika łączącego korzystne cechy stacjonarnych i niestacjonarnych procesów przepływu. W niniejszej pracy przedstawiono nową ideę hybrydowego silnika falowego i numeryczne symulacje jego działania. W proponowanym hybrydowym silniku falowym zastosowano elementy konstrukcyjne wywołujące nieustalone sprężanie a stacjonarne rozprężanie, mieszanego typu (nieustalone i ustalone) opróżnianie komór sprężająco-rozprężających wspomagane działaniem sił odśrodkowych. Ponieważ technologia stosowana w przypadku urządzeń typu MEMS preferuje a czasem wręcz wymaga płaskiej geometrii, zastosowano układ sprężający typu promieniowego. Zbudowany został numeryczny, dwu-wymiarowy model silnika zawierający wszystkie typowo modelowane jego elementy oraz uproszczony model komory spalania zamykający obieg sprężonego powietrza pomiędzy wylotem z układu sprężającego a wlotem do układu rozprężającego. Do wytwarzania momentu obrotowego wykorzystano promieniową turbinę specjalnego typu z szeregowym układem stopni rozprężania. - Źródło:
-
Archive of Mechanical Engineering; 2010, LVII, 1; 69-95
0004-0738 - Pojawia się w:
- Archive of Mechanical Engineering
- Dostawca treści:
- Biblioteka Nauki
Artykuł