Nguyên tắc của động cơ gây mê

Khi một động cơ phản xạ khai thác một hiện tượng được mô tả lần đầu tiên vào thế kỷ 19, nhưng chỉ thực tế mới nhận ra được nửa sau của thế kỷ 20, khi một độ dốc được thiết lập trên một chồng các đĩa song song hoặc vật liệu có chất xốp (các loại nhựa thông hay “tracract-to-to-to-to-to) được đặt trong một khối khí đóng kín, các dao động mạch có thể tự nhiên tạo ra các chất đốt nóng được áp dụng cho các mặt nóng của chồng chất nóng, làm cho khí phát triển và nén, tạo ra một luồng sóng di chuyển hoặc sóng di chuyển qua chất lỏng.

Hai cấu hình chính tồn tại: động cơ sóng đứng và di chuyển sóng. các động cơ sóng đứng đơn giản hơn, dựa vào một ống đơn gần một đầu. Thiết kế sóng di chuyển, như động cơ nhiệt điện nhiệt điện tử, sử dụng một vòng phản hồi để tạo ra sự dao động liên tục, đạt hiệu suất cao hơn bằng cách bắt chước chu kỳ nhiệt động cơ của động cơ Stirling mà không cần thiết phải tháo dỡ. Khí đốt, khí oxy, argon, hoặc không khí - một chu kỳ nhiệt có thể đối chiếu gần hơn đến giới hạn lý tưởng không phải khi xe được cấp.

So sánh với kỹ thuật truyền thống

Hệ thống đẩy bằng lực đẩy, động cơ đốt bên trong, tua bin khí, và động cơ khí đốt cháy trực tiếp nhiên liệu hóa thạch để tạo ra áp suất và nhiệt độ. Các hệ thống này bao gồm các buồng nhiệt độ cao, các động cơ van phức tạp, động cơ điều hòa xoay vòng, và hệ thống làm mát phức tạp, tất cả đều chịu đựng sự căng thẳng nhiệt độ và mệt mỏi. Đối lập với cơ chế nhiệt, có cấu trúc cơ bản khác nhau. Các phần di chuyển thường là các động cơ piston hoặc thay đổi kết nối với mạch điện; các vật liệu nhiệt và lò sưởi vẫn còn lại. Việc này loại bỏ các thiết bị lấy chất đốt và các phần cơ thể sống, các con tin truyền thống, các phần hoạt động cơ truyền thống, các thiết bị truyền thống, các thiết bị truyền thống, các thiết bị chuyển động cơ quan chức năng.

Sự so sánh hiệu quả của các hoạt động. động cơ đốt trong nội bộ đạt hiệu suất cao nhất khoảng 40–45%, trong khi động cơ dầu diesel biển lớn có thể đạt được 50%. các động cơ gây mê đã cho thấy hiệu quả vượt quá 30% trong các mẫu thí nghiệm, và thiết kế sóng di động đã tiếp cận 40% với máy tạo nhiệt tối ưu hóa và trao đổi nhiệt độ. quan trọng hơn, chúng có thể chấp nhận nhiệt từ hầu hết các lò phản ứng hạt nhân, lò phản ứng hạt nhân, chất thải từ các quá trình công nghiệp, hoặc chất đốt sinh học hoặc nhiên liệu nhiên liệu -- cần thiết- các chất đốt hoặc các chất đốt hoặc các chất đốt có thể sử dụng hoặc các chất đốt hoặc các chất đốt có thể điều khiển e- các chất đốt hoặc các chất thải khác.

Lợi thế phím trong chi tiết

Sự phức tạp cơ học giảm

Với vài bộ phận di chuyển trong vùng nóng, động cơ nhiệt điện loại bỏ chế độ thất bại thông thường với động cơ thông thường: gắn van, vòng piston mặc, mang theo mệt mỏi và lưỡi dao chạy nhanh. Điều này giải thích để tăng cường thời gian bảo trì và đáng tin cậy hơn trong ứng dụng không người lái hoặc từ xa như máy dò không gian, tàu ngầm dưới đáy biển sâu, hoặc trạm năng lượng Bắc Cực.

Lợi ích về sự dễ lây nhiễm và môi trường

Vì nhiệt độ từ một nguồn bên ngoài, nên động cơ bị tách rời khỏi quá trình đốt nhiên liệu, có thể hoạt động trên nhiệt độ mặt trời, năng lượng địa nhiệt, nhiệt độ thải tập trung từ lò nhiệt điện công nghiệp, hoặc thậm chí máy phát nhiệt điện phóng xạ phóng xạ.

Thao tác yên tĩnh

Các dao động âm thanh tạo ra âm thanh ở tần số riêng lẻ hay một dải hẹp, có thể dễ dàng bị bóp nghẹt hay khai thác. Không giống như tiếng ồn lớn của động cơ phản hồi hay tua bin tốc độ cao, động cơ nhiệt độ tự động đã được định sẵn, một lợi thế lớn cho tàu ngầm, xe điện trường, hay thế hệ năng lượng đô thị.

Khả năng dao động và tính dị dạng

Vật lý của thang đo nhiệt độ có lợi hơn nhiều kích cỡ khác nhau. thiết bị vi mô có thể tạo ra các cột điện cho điện tử di động, trong khi nhiều thiết bị kết nối đa chiều đã được hình dung ra cho thế hệ điện tiện ích. Nhiều đơn vị có thể được sắp xếp theo các dãy không có sự đồng bộ phức tạp, vì sự kết hợp tự nhiên của các giai đoạn kết hợp.

Các ứng dụng tích hợp trong hệ thống hoan nghênh

Kích thích không gian

Động cơ đẩy truyền thống có thể được hòa hợp với máy nhiệt độ phóng xạ hoặc năng lượng mặt trời tập trung để tạo ra những mức đẩy nhỏ cho việc giữ nhiệt độ, điều chỉnh quỹ đạo, hoặc các thiết bị đẩy liên động cơ, nhưng cần thiết các bộ phận di chuyển trong vùng nóng có thể giảm nguy cơ thất bại sau nhiều năm hoạt động.

Phong phú

Trong máy bay, động cơ nhiệt điện có thể hoạt động như đơn vị điện phụ ( Capulet) hoặc như là các máy mở rộng phạm vi trong cấu trúc đẩy điện tương tác. Bằng cách đốt cháy nhiên liệu máy bay bền vững trong bộ lược bên ngoài, động cơ âm điều khiển máy phát điện sạc hoặc điều khiển động cơ điện. Các mức độ rung động và tiếng ồn thấp hấp dẫn đối với các phương tiện di chuyển không khí đô thị. Một vài chương trình nghiên cứu ở châu Âu đang điều tra máy phát điện nhiệt độ nhẹ để phân phối trên quạt gắn kết.

Kích thích Thủy quân lục chiến

Những con tàu là ứng cử viên chính vì những hạn chế về tiếng ồn ít nghiêm trọng và lãng phí nhiệt từ động cơ chính có thể được phục hồi.

Chuyển động đất

Đối với xe tải, tàu hỏa và xe điện cao tốc, máy phát nhiệt điện có thể thay thế máy điều hòa thông thường hoặc cung cấp nguồn điện phụ cho việc làm lạnh, hệ thống thủy điện và điều khiển khí hậu. Trong xe lửa điện, động cơ có thể chạy với trọng tải tối ưu không đổi trong khi bộ điều khiển điện xử lý cao nhất, giảm mức tiêu thụ nhiên liệu và khí thải. Hệ thống dẫn truyền trên nền tảng động cơ xe lửa đã cho thấy tiết kiệm nhiên liệu 15–20% khi sử dụng thiết bị sưởi ấm.

Những thử thách và hướng dẫn nghiên cứu hiện nay

Bất kể những lợi ích hấp dẫn, một số rào cản kỹ thuật phải được khắc phục trước khi sức đẩy nhiệt độ trở nên phổ biến.

Mật độ điện

Mật độ điện tích của động cơ nhiệt điện hiện nay thường thấp hơn so với kích thước của động cơ đốt trong hoặc tua bin. Khí đốt phải được điều chỉnh qua các máy điều hòa nhiệt độ với các vùng nhiệt lớn trên bề mặt, tăng lượng giày cao. Các nhà nghiên cứu đang khám phá các hoạt động áp suất cao (đến 100 bar) và sử dụng các vật liệu nhẹ như ma trận đồ gốm hợp lại để tăng điện năng cho mỗi đơn vị.

Thiết kế bộ giảm nhiệt

Việc vận hành máy nhiệt điện tích của nó phụ thuộc vào hiệu quả của hệ thống trao đổi nhiệt nóng và lạnh. chúng phải truyền một lượng lớn nhiệt với nhiệt độ giảm áp suất tối thiểu và nhiệt độ không ổn định. kỹ thuật sản xuất cao bây giờ cho phép chế tạo cấu trúc cấu trúc lưới phức tạp cải thiện việc chuyển nhiệt trong khi giảm trọng lượng. Los Alamo phòng thí nghiệm quốc gia đã xuất bản các hướng dẫn thiết kế cho các thiết kế trao đổi nhiệt nhỏ để tăng hiệu suất động cơ đến 10–15%.

Của cải và phí tổn

Máy thay đổi nhiệt nóng và chồng phải chịu được nhiệt độ cao (thường là 500–2000 °C) và lặp đi lặp lại vòng nhiệt độ. Các thép không rỉ có thể giúp phục hồi nhiệt độ thấp, nhưng các ứng dụng không gian và không gian đòi hỏi các siêu hợp kim hoặc đồ gốm, mà tăng giá. Việc nghiên cứu đang tiếp tục tăng cường các bình phương trình phục hồi nhiệt và áo chống nhiệt có thể kéo dài sự sống trong khi giảm nhiệt độ.

Mất mát và ổn định

Hệ thống điều khiển hoạt động sử dụng micro phản hồi và các vật liệu phản ứng đã được chứng minh để duy trì ổn định dao động trên nhiều nguồn năng lượng khác nhau.

Con đường phía trước

Các công ty như Etalim (canada) và SoundEnery (Netherlands) đã thương mại hóa thiết bị nhiệt kế để phục hồi và ứng dụng nhiệt điện năng năng năng và năng lượng mặt trời, đạt mức điện trong phạm vi 1–10 kW. Bộ Năng lượng Hoa Kỳ đã tài trợ nhiều năm để phát triển máy phát điện nhiệt nhiệt nhiệt nhiệt khu vực để tổng hợp nhiệt và năng lượng.

Khi chi phí sản xuất giảm và hiệu quả được cải thiện, hệ thống đẩy nhiệt điện đầu tiên đã sẵn sàng trên UXV và vệ tinh nhỏ trong vòng 5 năm, với ứng dụng biển và đường sắt lớn hơn sau đó trong vòng một thập kỷ tiếp tục tiến bộ trong việc sản xuất thêm, vật liệu tự động học cao, và mô hình phản ứng viên sẽ tăng tốc cho con nuôi.

Kết luận

Động cơ phản ứng cho phép chuyển đổi nhiệt thành cơ bản khác nhau để chuyển đổi nhiệt thành cơ bản thành cơ chế máy móc, một cách khác mà dựa vào những cơn sóng âm thay vì chuyển động hay tái tạo máy móc. sự đơn giản, linh hoạt nhiên liệu, khí thải thấp, và hoạt động yên tĩnh làm cho chúng trở nên cực kỳ hấp dẫn đối với hệ thống đẩy trong tương lai qua không gian, không khí, đất và biển. trong khi hệ thống điện và giá cả vẫn còn phải trả, sự phát triển tích cực, thì sự tiến triển của công nghệ và kỹ thuật vẫn đang dần dần đóng lại với các thiết bị thí nghiệm thông thường.