Преимущества и недостатки двигателей Брайтона
В результате литературного анализа были выявлены следующие преимущества и недостатки двигателя Брайтона, которые приведены в таблице 3.
| Преимущества | Недостатки |
| «Всеядность» двигателя | Высокая стоимость |
| При одинаковых значениях сжатия и производительности цикл Брайтона может обрабатывать больший объем при небольшом диапазоне температуры и давления, чем, другие циклы | Высокий уровень шума |
| Высокий КПД на предельных мощностях | Высокая инертность |
Таблица 3. Преимущества и недостатки двигателя Брайтона
Применение двигателей Брайтона
• АЭС [1,7]
• Реактивные самолеты
• Газовые турбины для выработки электроэнергии
• Тепловые насосы
• Космическая энергетика
• Холодильная техника [4]
Перспективы развития двигателей Стирлинга, Эриксона, Брайтона в России
В условиях технической блокады необходимо решать вопрос об импортозамещении в различных производственных направлениях. России необходимо заниматься созданием и производством тепловых машин Стирлинга, Эриксона и Брайтона поскольку не надо догонять зарубежные страны, так как уже имеется 40-летний практический опыт в данной области. Есть возможность занять лидирующие позиции при господдержке направления. [11]
Развитие данного направления позволит:
• обеспечить загрузку машиностроительных предприятий производством конкурентоспособной продукции;
• изменить существующую структуру потребления первичных энергоносителей внутри страны, сократить потребление нефтепродуктов и природного газа за счет более широкого использования местных видов топлива – древесины, торфа, биогаза и т.д.;
• обеспечить электричеством и теплом удаленные регионы – это 70 % территории РФ и более чем 30 млн человек;
• повысить надежность энергоснабжения энергодефицитных районов;
• высвободить в структуре энергобаланса страны объемы традиционных энергоносителей, необходимых для договорных экспортных поставок нефти и природного газа
Заключение
Мы повсеместно используем тепловые двигатели, которые обеспечивают большую часть мировой электроэнергии и приводят в действие подавляющее большинство транспорта.
В то же время загрязнение планеты за счёт использования традиционных источников энергии таких как газ, нефть, уголь и ограниченность их запасов на планете в условиях постоянно растущего энергопотребления ставит вопрос о необходимости решения проблемы энергосбережения.
Одним из возможных вариантов решения этой задачи является разработка систем с повышенными значениями КПД.
Как показывает анализ рассмотренных систем, построенных на циклах Стирлинга, Эриксона и Брайтона, их развитие позволит сделать определённые шаги в решении данной глобальной задачи в широком спектре областей техники.
Подтверждением корректности этого заключения является то, что за рубежом уже проводятся работы по созданию новых, современных конструкций, использующих данные принципы и создаются устройства с повышенным КПД, применяемые в различных сферах жизнедеятельности.
Это указывает на необходимость проведения аналогичных работ в нашей стране, что позволит обеспечить в дальнейшем конкурентоспособность России на мировых рынках.
Использованные источники:
1. B. Halimi, K.Y. Suh Computational analysis of supercritical CO2 Brayton cycle power conversion system for fusion reactor Energy Convers. Manage., 63 (2012), pp. 38-43
2. Massachusetts Institute of Technology [Электронный ресурс]: URL: http://web.mit.edu/16.unified/www/SPRING/propulsion/notes/node27.html (дата обращения: 20.12.22).
3. NASA’s Planetary Science Division Update [Архивная электронная копия]:URL:https://web.archive.org/web/20090621234802/http://nasascience.nasa.gov/researchers/sara/library-and-useful-links/Green_PSS_June%20508%20final. pdf (дата обращения: 20.12.22).
4. Oil&Gas Journal [Электронный журнал]: URL: https://www.ogj.com/general-interest/companies/article/17228343/worlds-largest-lng-compressors-designed-tested-for-qatargas-ii (дата обращения: 20.12.22).
5. PROJECTS–DETAIL. [Электронный ресурс]: URL: http://www.assystem.com/en/markets/projects-detail/36/indeho.html (дата обращения: 20.12.22).
6. UPME, Índices de Cobertura de Energía Eléctrica y GasNatural, Ministerio de Minas y Energía, República De Colombia, 2005.
7. Атомная энергия 2.0 [Электронный ресурс]: URL: https://www.atomic-energy.ru/news/2022/09/07/127989 (дата обращения: 20.12.22).
8. Васильев Г. П., Хрустачев Л. В., Розин А. Г., Абуев И. М. и др. Руководство по применению тепловых насосов с использованием вторичных энергетических ресурсов и нетрадиционных возобновляемых источников энергии // Правительство Москвы Москомархитектура, ГУП «НИАЦ», 2001. — 66 с.
9. Г. Уокер Двигатели Стирлинга, М., Машиностроение, 1985 г.
10. Галущак В.С., Сошинов А.Г., Атрашенко О.С., Копейкина Т.В. СОЛНЕЧНЫЕ ФОТОЭЛЕМЕНТЫ ИЛИ ДВИГАТЕЛЬ СТИРЛИНГА – РЕАЛИИ И БУДУЩЕЕ СОЛНЕЧНОЙ ЭНЕРГЕТИКИ // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. – 2015. – № 12-3. – С. 385-388;
11. ИЗВЕСТИЯ ВУЗОВ. СЕВЕРО-КАВКАЗСКИЙ РЕГИОН. ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ. 2016. No 4, стр. 29-35
12. Мацкерле Ю. Современный экономичный автомобиль. — Москва: Машиностроение, 1987.
13. Основы моделирования рабочего процесса свободнопоршневого двигателя Стирлинга: учебное пособие / А.И. Довгялло, С.О. Некрасова, А.Ю. Пулькина. – Самара: Издательство Самарского университета, 2020. –112 с.: ил
14. Пат.RU 2 187 680 C1 Российская Федерация, МПК F02G 1/04, B63G 8/36 Анаэробная энергоустановка с двигателем Стирлинга для подводной лодки/Кириллов Н.Г./Патентообладатели: Военный инженерно-космический университет. – 2001113831/06; заявл. 2001.05; опубл 2002.08, Бюл. № 21.
15. Принцип работы двигателя Стирлинга [Электронный ресурс]: URL: https://magicmag.net/blog/princip-raboti-dvigatelya-sterlinga (дата обращения: 20.12.22).
16. Холодильщик [Электронный ресурс]: URL: http://www.holodilshchik.ru/index_holodilshchik_best_article_issue_8_2009.htm (дата обращения: 20.12.22).