웨이브 디스크 엔진

Wave disk engine

파동디스크 엔진 또는 파동디스크 발전기는 미시간 주립대학과 바르샤바 공과대학에서 개발되고 있는 피스톤리스 로터리 엔진의 일종이다.엔진은 회전식 원반과 굽은 날을 가지고 있다.일단 연료와 공기가 엔진에 들어가면 디스크의 회전은 혼합물을 압축하는 충격파를 생성한다.불이 붙으면 불타는 혼합물이 팽창하여 날개에 밀어붙여 돌게 된다.디스크 자체의 회전은 흡기 및 배기 포트를 열고 닫는다.[1]제안된 개념은 방사형 내연파 로터라고 불렸다.

배경

파동 로터는 충격파를 이용하여 고에너지 유체 간 에너지를 저에너지 유체로 전달하여 저에너지 유체(압력파 기계 또는 압력 교환기라고도 함)의 온도와 압력을 모두 증가시킨다.

작동 원리

모든 열 엔진과 마찬가지로 파동 디스크 엔진의 효율은 고온과 저온 사이드의 온도 차이에 의해 좌우된다(카르노의 정리 참조).기존의 피스톤 엔진(리크록팅 엔진)에 비해 파동 디스크 엔진은 높은 피크 온도에서 작동하기 때문에 이론적으로 효율성이 더 높다.이 디자인은 또한 냉각 시스템 없이 작동하여 무게를 절약한다.터빈 기반 시스템에 비해 웨이브 디스크 엔진의 회전 속도와 로터 블레이드 온도가 낮아 재료에 대한 스트레스가 적고, 결과적으로 재료에 대한 요구조건이 낮아 제조 및 유지보수 비용이 저렴하다.[2]

이전의 웨이브 로터 구현은 주로 축류로, 뜨거운 압축 공기를 터빈으로 다시 되돌리는 청소 과정이 복잡하다.파동 분산 엔진은 청소 시 원심력을 사용하여 방사형 및 원주형 흐름을 사용한다.곡선 채널은 직진 채널에 비해 동일한 디스크 직경에 대해 더 큰 길이를 제공하므로 파장의 이동 시간을 적절하게 조정할 수 있다.

현재 상태

웨이브 디스크 엔진은 기존의 내연기관 설계에 비해 에너지 효율이 향상될 가능성이 있으며 잠재적으로 무게를 줄일 수 있다.가능한 응용 프로그램으로는 하이브리드 차량에 배터리를 충전하는 것이 있으며, 이는 중량을 약 1,000파운드(450kg) 줄일 수 있다.[3][1][citation needed]동급의 기존 피스톤 엔진보다 최대 60% 효율, 30% 가볍고 제조에 30% 저렴하며,[4] 배출량을 90%까지 줄일 수 있을 것으로 약속하고 있다.

미시간 주립대학과 바르샤바 공과대학 연구진은 플러그 인 전기 하이브리드 차량의 기존 예비 발전기 기술을 대체할 수 있는 파동 디스크 엔진과 발전기를 시제품으로 보유하고 있다고 주장한다.[5]이 연구팀은 노버트 뮐러 기계공학과 부교수가 이끌고 있으며 미국 에너지부의 ARPA-E 프로그램으로부터 250만 달러의 자금을 지원받았다.뮐러 팀은 2011년 말까지 차량 크기의 25킬로와트(33 hp) 웨이브 디스크 엔진/제너레이터를 준비하기를 희망했다.[6][7]이 프로젝트는 2013년 1월 현재 이 기술의 상용화를 검토하고 있다.[8] 2017년 컬럼비아대 연구 계속

참조

  1. ^ a b 충격파가 하이브리드 엔진을 회전시키고, 헬렌 나이트, 뉴 사이언티스트, 2011년 3월 15일, 액세스 2011년 3월
  2. ^ "Radial-flow wave rotro concepts, unconventional designs and applications" (PDF). egr.msu.edu. 2004-11-13. Retrieved 2011-03-20.
  3. ^ 내연기관을 대체할 수 있는 충격파 발생파 디스크, 2011년 3월 인기 과학잡지 03.16.16.2011년 3월
  4. ^ "Wave Disk Engine". DOE ARPA-E. Retrieved 2011-04-25.
  5. ^ "Wave disk engines to make hybrid vehicles cheaper, more efficient". ZDnet.com. 2009-11-01. Retrieved 2011-03-20.
  6. ^ "Michigan State University Receives $2.5M ARPA-E Award to Build Wave Disc Engine/Generator for Series Hybrid Applications". greencarcongress.com. 2009-10-31. Retrieved 2011-03-20.
  7. ^ "New engine sends shock waves through auto industry". NBC News. 2011-04-06. Retrieved 2011-04-09.
  8. ^ "ARPA-E Awardees Selected for NSF Innovation Corps Program". 2013-01-22. Archived from the original on October 10, 2013.
  9. ^ Akbari, Pejman - Agoos, Ian (2017-09-19). "Two-Stage Wave Disk Engine Concept and Performance Prediction". SAE Technical Paper Series. Vol. 1. SAE International. doi:10.4271/2017-01-2046 – via DO - 10.4271/2017-01-2046.{{cite book}}: CS1 maint : 복수이름 : 작성자 목록(링크)

외부 링크