Низкооборотная активно-реактивная турбина для автономных источников электропитания

Д. А. Базыкин; А. В. Бараков

doi:10.34831/EP.2021.78.27.002

Низкооборотная активно-реактивная турбина для автономных источников электропитания

Д. А. Базыкин, А. В. Бараков

Аннотация

Актуальность поставленной задачи - разработка активно-реактивной турбины со следующими достоинствами: конструктивной простотой, низкой скоростью вращения, отсутствием специальных требований к составу рабочего тела, возможностью использования в составе автономных источников электрического питания малой мощности для производства электроэнергии. Рассмотрены конструкции активной и реактивной частей турбины, приведены принципиальная схема и вид экспериментальной установки, разработанной с целью определения принципиальной работоспособности предложенной идеи, а также получения численных значений вырабатываемой энергии и основных параметров потока рабочего тела. Приведены основные результаты проведенных экспериментальных исследований, а также расчетов, выполненных на основе полученных экспериментальных данных. Результаты исследований являются научной основой для разработки методики расчета активно-реактивной турбины.

Ключевые слова

активная турбина; реактивная турбина; источник электропитания; электроэнергия; экспериментальная установка

Полный текст:

PDF

Литература

Ванеев, С. М. Исследование струйно-реактивной турбины для турбо-детандерного агрегата / С. М. Ванеев, В. В. Гетало, С. К. Королев // Вестник НТУ "ХПИ". - 2012. - № 8. - С. 82 - 90.

Marco Antфnio Rosa do Nascimento. Micro Gas Turbine Engine: A Review / Marco Antфnio Rosa do Nascimento, Lucilene de Oliveira Rodrigues, Eraldo Cruz dos Santos, Eli Eber Batista Gomes, Fagner Luis Goulart Dias, Elkin Ivбn Gutiйrrez Velбsques and Rubйn Alexis Miranda Carrillo // Progress in Gas Turbine Performance. - 2013. - P. 107 - 141. - doi: 10.5772/54444.

Bazykin, D. A. Development of an autonomous power supply for oil and gas fields based on a gas turbine unit driven by an active-reactive turbine / D. A. Bazykin, A. V. Barakov // IOP Conf. Ser.: Mater. Sci. Eng. 1035 012003. - 2021. - DOI: 10.1088/1757-899X/1035/1/012003.

Забелин, Н. А. Автономная энергоустановка, утилизирующая сбросную теплоту газотурбинных агрегатов / Н. А. Забелин, А. А. Себелев, М. В. Смирнов, А. С. Сайченко // Газовая промышленность. - 2016. - № 9. - С. 28 - 36.

Шульга, А. Р. Сопоставительный анализ газотурбинных и поршневых электроагрегатов для покрытия пиков нагрузки и создания резерва электропитания / А. Р. Шульга, Р. Н. Шульга, К. А. Змиева, С. И. Хренов, Г. З. Мирзабекян // Вестник МЭИ. - 2014. - № 3. - С. 11 - 15.

Ofualagba, G. The Modeling and Simulation of a Microturbine Generation System / G. Ofualagba // International Journal of Scientific & Engineering Research. - 2012. - pp. 1 - 7.

Kolka, Z. Simulation model of microturbine unit / Z. Kolka, J. Kalous, V. Biolkova, D. Biolek // 15th IEEE International Conference on Intelligent Engineering Systems. - 2011. - Pp. 431 - 434. - DOI: 10.1109/INES.2011.5954786.

Rodgers, C. Microturbine rotational speed selection / C. Rodgers // Proceedings of the ASME Turbo Expo 2013: Turbine Technical Conference and Exposition. Volume 5A: Industrial and Cogeneration; Manufacturing Materials and Metallurgy; Marine; Microturbines, Turbochargers, and Small Turbomachines. - 2013. - pp. 118 - 128. - DOI: 10.1115/GT2013-94134.

Патент 2713785 Российская Федерация, МПК F 02 C 1/04. Газотурбинная установка для переработки попутного нефтяного и различных низконапорных газов в электроэнергию / Лачугин И. Г. (RU), Шевцов А. П. (RU), Хохлов В. Ю. (RU), Сухов А. И. (RU), Базыкин Д. А. (RU). Заявитель и патентообладатель Общество с ограниченной ответственностью Финансово-промышленная компания "Космос-Нефть-Газ" (RU). - № 2019113542; заявлено 29.04.2019; опубл. 07.02.2020; Бюл. № 4. - 4 с.

Копица, В. В. Имитационные исследования интеллектуальной системы контроля и управления микроэнергетического комплекса / В. В. Копица, В. М. Горбачев, М. А. Годин, П. А. Годин, С. А. Дудников, В. С. Пряткина, А. В. Ткаченко // Научное обозрение. - 2013. - № 9. - С. 403 - 409.

Базыкин, Д. А. Разработка и монтаж экспериментальной установки для исследования утилизационной газовой турбины / Д. А. Базыкин, А. В. Бараков // Научная опора Воронежской области. Сборник трудов победителей конкурса научно-исследовательских работ студентов и аспирантов ВГТУ по приоритетным направлениям развития науки и технологий. - 2020. - С. 245 - 247.

Ермаков, М. А. Проблемы и перспективы использования аддитивных технологий при изготовлении энергетического оборудования / М. А. Ермаков, А. А. Кишкин, Д. В. Потес, М. Г. Мелкозеров // Перспективы устойчивого развития нефтегазовой отрасли и электроэнергетики в Российской Федерации и мире. Материалы Международной научно-практической конференции. - 2019. - С. 228 - 230.

Hernandez-Carrillo, I. Development of a 1000 W organic Rankine cycle micro-turbine-generator using polymeric structural materials and its performance test with compressed air / Isaias Hernandez-Carrillo, Christopher Wood, Hao Liu // Energy Conversion and Management. - 2019. - pp. 105 - 120.

Коньков, А. Ю. Газотурбинные установки для транспорта газа: Учебное пособие / А. Ю. Коньков, Д. В. Тимошенко. - Хабаровск: Тихоокеанский государственный университет, 2016. - 151 с.

Клишев, Б. В. Гравитация и реактивная сила как производная силы инертности материи рабочего тела замкнутой системы. Реактивная сила (тяга) без отбрасывания массы / Б. В. Клишев, Ф. Б. Клишев // Евразийское Научное Объединение. - 2020. - № 67. - С. 8 - 10.

Самсонов, А. И. Стенд для измерения крутящего момента маломощных энергоагрегатов / А. И. Самсонов, А. Н. Соболенко // Морские интеллектуальные технологии. - 2020. - № 1 - 2 (47). - С. 113 - 115. - DOI: 10.37220/MIT.2020. 47.1.077.

Матвеев, В. Н. Проектный расчет одноступенчатых и двухступенчатых автономных осевых турбин турбонасосных агрегатов жидкостных ракетных двигателей [Электронный ресурс]: электрон. учеб. пособие / В. Н. Матвеев, А. В. Сулинов; Минобрнауки России, Самар. гос. аэрокосм. ун-т им. С. П. Королева (нац. исслед. ун-т). - Электрон. текстовые и граф. дан. (3,0 Мбайт). - Самара, 2011. - 1 эл. опт. диск (CD-ROM).

Смирнов, М. В. Безлопаточные центробежные ступени для турбодетандеров малой мощности: дис.. канд. техн. наук (05.04.12 - турбомашины и комбинированные турбоустановки) / М. В. Смирнов; рук. работы Г. А. Фокин. - СПбПУ, 2018. - 161 с.

DOI: http://dx.doi.org/10.34831/EP.2021.78.27.002