Автономная энергоустановка на базе РЛДВПТ

1. Псковский государственный университет Автономная энергоустановка на базе РЛДВПТ роторно-лопастной двигатель с внешним подводом теплоты Руководитель проекта: Плохов Игорь Владимирович Докладчик: Андреев Михаил Леонидович

2. Автономная энергоустановка на базе РЛДВПТ Основные узлы: • РЛДВПТ • Электрогенератор • Система управления • Нагреватель • Охладитель Рис. 1 – конструкция автономной энергоустановки Блок схема энергоустановки нового поколения состоит из блоков подготовки топлива, получения, накопления и использования энергии, включая управления режимами. Псковский государственный университет

3. Преимущества двигателей с внешним подводом теплоты • Термический КПД составляет до 60% • Использование практически всех видов ископаемого топлива • Регулирование мощности путем изменения давления рабочего тела и температуры • Легкий запуск при любой температуре окружающей среды • Герметичность • Высокий моторесурс Псковский государственный университет

4. Конструкция РЛДВПТ Основные узлы: • модуль 1 • модуль 2 • охладитель • нагреватель • выходной вал Рис. 2 – конструкция двигателя Псковский государственный университет

5. Конструктивные особенности роторно-лопастной машины • Содержит на 60% деталей меньше, чем ШПД • Не имеет сложных деталей, таких как коленчатый вал и распределительный валы • Не содержит клапанов, пружин, толкателей, штанг • Имеет симметричную конструкцию, благодаря этому двигатель уравновешен • Два ротора-лопасти имеют одну камеру сгорания и осуществляют работу эквивалентную работе 8-ми цилиндрового двигателя • Имеет простую цилиндрическую форму Псковский государственный университет

6. Цикл работы двигателя Для камеры 2-4: • Сжатие в изолированном объёме • Вытеснение газа из камеры через Н в модуль 1 • Процесс в изолированном объёме • Впуск горячего газа из Н • Расширение в изолированном объёме • Выпуск газа из камеры через О в модуль 1 • Процесс в изолированном объёме • Впуск газа из О Рис. 3 – цикл работы двигателя Псковский государственный университет

7. Геометрия лопаток и окон Рис. 4 – геометрия лопаток Рис. 5 – геометрия окон Псковский государственный университет

8. Модель расчёта площади окон Рис. 6 – структура динамической модели по определению площади прохождения окон лопатками в системе Simulink Рис. 7 – код программы вычисления искомой функции в блоке MATLAB Function Псковский государственный университет

9. Результат вычисления Площадь окна, [м2] Угол поворота вала, [радиан] Рис. 8 – график зависимости площади окна при прохождении группы лопаток одной камеры от угла поворота вала Псковский государственный университет

10. Определение P, V, T, M Динамическая модель позволяет определить на каждом из тактов работы двигателя величину давления, температуры, массы и объёма в функции от угла поворота вала Рис. 9 – структура динамической модели по определению PVTM в системе Simulink Псковский государственный университет

11. Итоги моделирования • Получение зависимости давления, температуры, объёма и массы в каждой из камер в зависимости от угла поворота вала позволит определить момент на лопатках и на валу двигателя • Получить двигательные характеристики РЛДВПТ • Проектирование и создание системы генератор-двигатель Псковский государственный университет

12. Сравнение экономических показателей различных вариантов автономных электрогенерирующих систем Псковский государственный университет

13. Роторно-лопастная расширительная машина Рис. 10 – роторно-лопастная расширительная машина Псковский государственный университет

14. Механизм преобразования движения Рис. 11 – Механизм преобразования движения Псковский государственный университет

15. Роторно-лопастной двигатель внешнего сгорания Рис. 12 – роторно-лопастной двигатель внешнего сгорания Псковский государственный университет

16. Заключение • Разработана конструкция двигателя: выбраны основные узлы РЛДВПТ и произведена их компоновка. • Проведены расчеты и математическое моделирование для кинематической схемы двигателя. Осуществлено математическое моделирование термодинамических процессов в РЛДВПТ. • Разработана техническая документация на макеты механизма преобразования и камеру сгорания РЛДВПТ. • Разработана методика проведения экспериментальных исследований макетов механизма преобразования и камеры сгорания РЛДВПТ. Псковский государственный университет

17. Заключение • Изготовлены макеты механизма преобразования и камеры сгорания РЛДВПТ, проведены экспериментальные исследования на указанных макетах, данные, полученные в экспериментах обработаны, построены графические зависимости. • Сопоставлены результаты экспериментов с результатами расчетов и математического моделирования. • Проведены дополнительные патентные исследования. • Проведены технико-экономические исследования эффективности внедрения исследования в народное хозяйство. Псковский государственный университет