Niewielkie, proste urządzenie gwarantuje niezawodność w warunkach piaszczystych
Według dr. Klausa Bruna, głównego inżyniera na Wydziale Inżynierii Mechanicznej oraz Materiałowej instytutu badawczego Southwest Research Institute, inżynierowie tam pracujący opracowali tanią turbinę gazową o przepływie promieniowym i prostej geometrii, która wykonana jest z dwóch głównych stałych komponentów i jednego elementu obrotowego. – Turbina jest ostrożnie kierowana do zastosowań militarnych, szczególnie w obszarach zapylonych i piaszczystych, gdzie pochłaniane powietrze może łatwo uszkodzić współpracujące ze sobą przekładnie. Może ona również zainteresować firmy przemysłu naftowego i gazowniczego poszukujące niedrogich sposobów odzyskiwania energii spalanego gazu – mówi Klaus Brun.
Zamiast standardowego ułożenia sprężarki i turbiny osiowo w jednej linii, nowa konstrukcja przewiduje ich koncentryczne ułożenie na wspólnej obracającej się tarczy. Sprężarka odśrodkowa osadzona jest w środku, otoczona stacjonarną komorą spalania z przepływem promieniowym i dyszami oraz samą wysokoimpulsową turbiną promieniową.
NOWA KONSTRUKCJA turbiny z SwRI wykorzystuje niewiele części oraz uproszczoną geometrię. Stosując CFD (dynamikę obliczeniową cieczy), udało się zoptymalizować konstrukcję, uzyskując sprawność prostego cyklu 16%
– W przeciwieństwie do wielu części wchodzących w skład konwencjonalnej turbiny gazowej cały zespół jest złożony z dwóch łatwych do wykonania elementów. Chodziło o to, by opracować urządzenie, w którym łatwo będzie wymieniać części. Sama konstrukcja jest również mniej wrażliwa na zużycie wynikające z zasysanego żwiru, co predestynuje ją do wykorzystania w klimacie pustynnym – mówi Brun.
|
|
|
SPRĘŻARKA I TURBINA obracają się razem, podczas gdy komora spalania z dyszami pozostaje nieruchoma |
Instytut testuje prototyp i spodziewa się przedstawić egzemplarz demonstracyjny pod koniec roku. – Konstrukcja będzie wersją o mocy 50 kW, z naprężeniami ograniczającymi moc do połowy megawata. Wersja 8 kW planowana jest jako generator źródła zasilania przy katodowym zabezpieczaniu rurociągu. Nawet mniejsze urządzenia zapewnią wykorzystanie ich mocy do indywidualnych potrzeb, a konstrukcja może przenieść się w sferę nanotechniki – mówi Brun.
W opracowaniu konstrukcji wykorzystano własne środki badawcze instytutu. Prowadzona jest procedura patentowa.
Paul Shaker
