Применение термоэлектрического метода преобразования тепла в конструкциях ГТУ - Гарипов, Искандер Радикович; Михайлов, Алексей Евгеньевич (Materials. Technologies. Design, 2023)
Работа посвящена проблеме утилизации отработанного тепла выхлопных газов газотурбинных установок (ГТУ). Акцент в работе сделан на применении безмашинных методов утилизации тепла, а именно – термоэлектрическом. Термоэлектрический метод позволяет преобразовывать отработанное тепло в электрическую энергию без потребности в подводе механической энергии, что открывает широкий потенциал для совершенствования систем резервирования ГТУ и увеличения их электрического КПД. В статье представлены основные параметры, характеризующие работу термоэлектрических генераторов (КПД, удельная мощность). Описаны основные конструктивные элементы термоэлектрического генератора. Представлен обзор подходов по применению термоэлектрических генераторов в конструкциях ГТУ. Выявлены основные подходы и проблемы, связанные с интеграцией ТЭГ в ГТУ. Наиболее распространенным подходом является интеграция ТЭГ в выхлопную систему. При этом основным ограничением для применения термоэлектрических генераторов в существующих конструкциях ГТУ является низкая добротность ZT термоэлектрических материалов, а также возникающие в результате циклических нагрузок термические напряжения. Авторами исследован потенциал внедрения ТЭГ в конструкцию ГТУ различных мощностей. Выявлено, что применение термоэлектрических генераторов целесообразно в малоразмерных ГТУ, так как это обеспечивает больший прирост электрического КПД. По результатам работы сформирована концепция применения ТЭГ в составе малоразмерных газотурбинных установок (МГТУ).