Шум – на пользу обществу. Ученые Самарского национального исследовательского университета имени академика С.П Королева разработали опытную установку для утилизации шума. Из него можно получить дополнительную энергию.
"Основной смысл нашей идеи - использовать энергию звуковых волн, которые распространяются в выхлопных системах различных энергетических установок - двигателей и компрессоров. То есть, речь идет о шуме. Обычно для глушения шума в выхлопных системах используются различные методы поглощения энергии. Мы же предлагаем эту энергию утилизировать, использовать ее, тем самым мы одновременно уменьшаем уровень шума выхлопной системы и получаем из утилизируемых звуков дополнительную электрическую энергию, пусть и небольшую, но все же", – рассказал старший преподаватель кафедры теплотехники Самарского университета Артем Шиманов.
Прототип установки – это волновод: полипропиленовая труба длиной около трех метров. Внутри находится пульсационная турбина с электрогенератором и различные датчики, снаружи - осциллограф. К одному из концов трубы присоединен сабвуфер мощностью порядка 80 Вт от обычной бытовой акустической системы. Поступающие в трубу звуковые колебания раскручивают турбину, ученые измеряют давление в различных точках волновода и смотрят, как выстраиваются звуковые волны в зависимости от месторасположения турбины в трубе. Задача - найти оптимальную точку с наибольшей степенью утилизации звука и выработки электроэнергии. Первые эксперименты показали, что звук мощностью примерно 20 Вт раскручивает турбину до 13 тысяч оборотов в минуту, что дает около 2 Вт электроэнергии.
В перспективе разработка сделает двигатели менее шумными и уменьшит нагрузку на выхлопную систему двигателя. Это позволит уменьшить размеры и материалоемкость конструкций выхлопных систем, то есть, двигатели должны стать меньше и легче.
«В процессе работы пульсационная турбина частично поглощает энергию звуковой волны и снижает пиковое давление, что приводит к снижению уровня шума, который, как известно, вредит здоровью человека и повреждает технику. В результате утилизации шума общая нагрузка на систему шумоглушения снижается, следовательно, выхлопные системы можно будет делать гораздо меньшего размера - по нашим расчетам меньше процентов на десять. Если взять какую-нибудь большую энергетическую установку, например, двигатель от тепловоза или большого морского судна, то уменьшение выхлопной системы на 10% уже даст уменьшение общего веса, как минимум, на десятки килограммов», - Артем Шиманов
Исследования планируют завершить в следующем году. Ученые изготовят демонстрационный образец установки с волноводом из металла и начнется работа по внедрению разработки на практике. В перспективе установки можно будет устанавливать в выхлопные системы мощных двигательных установок железнодорожных локомотивов, крупных морских судов или поршневых компрессоров.
Фото: Анар Мовсумов / Самарский университет
