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L. Back - One of the best experts on this subject based on the ideXlab platform.

  • Prediction of performance of two-phase flow nozzle and liquid metal magnetohydrodynamic (LMMHD) Generator for no slip condition
    Energy Conversion and Management, 1993
    Co-Authors: G. Fabris, L. Back
    Abstract:

    Abstract Two-phase LMMHD energy conversion systems have potentially significant advantages over conventional systems, such as higher thermal Efficiency and substantial simplicity with lower capital and maintenance costs. Maintenance of low velocity slip is of importance for achieving high Generator Efficiency. A bubbly flow pattern ensures very low velocity slip. The full governing equations have been written, and a computer prediction code has been developed to analyze the performance of a two-phase flow LMMHD Generator and nozzle under conditions of no slip. Three different shapes of LMMHD Generator have been investigated. Electrical power outputs are in the 20 kW range. Generator Efficiency exceeds 71% at an average void fraction of about 70%. This is an appreciable performance for a short Generator without insulating vanes for minimizing electrical losses in the end regions.

  • prediction of performance of two phase flow nozzle and liquid metal magnetohydrodynamic lmmhd Generator for no slip condition
    Intersociety Energy Conversion Engineering Conference, 1992
    Co-Authors: G. Fabris, L. Back
    Abstract:

    Two-phase LMMHD energy conversion systems have potentially significant advantages over conventional systems such as higher thermal Efficiency and substantial simplicity with lower capital and maintenance costs. Maintenance of low velocity slip is of importance for achieving high Generator Efficiency. A bubbly flow pattern ensures very low velocity slip. The full governing equations have been written out, and a computer prediction code has been developed to analyze performance of a two-phase flow LMMHD Generator and nozzle under conditions of no slip. Three different shapes of a LMMHD Generator have been investigated. Electrical power outputs are in the 20 kW range. Generator Efficiency exceeds 71 percent at an average void fraction of about 70 percent. This is an appreciable performance for a short Generator without insulating vanes for minimizing electrical losses in the end regions.

Thiebaut Kientz - One of the best experts on this subject based on the ideXlab platform.

  • Experimental study of an oil-free steam piston expander for micro-combined heat and power systems
    Applied Energy, 2016
    Co-Authors: Jean Louis Bouvier, Ghislain Michaux, Patrick Salagnac, Vincent Lemort, Thiebaut Kientz
    Abstract:

    This paper presents an experimental study conducted on an oil-free steam piston expander for micro-combined heat and power systems. This expander can produce electrical power (between 740 and 2400 W) with a significant range of supply temperature (between 260 and 340 °C) and pressure (between 20 and 34 bar). The expander electrical power output exhibits a fast dynamic response to a change of working or supply fluid conditions. The reached expander overall isentropic Efficiency (including electrical Generator Efficiency) was between 19% and 40%.An empirical model has been developed in order to conduct a sensitivity analysis of the system by varying working variables such as supply and exhaust pressures, rotational speed and supply temperature. The parameters of this model have been identified using experimental results. The sensitivity analysis showed a limited increase of the electrical power output with a rotational speed until 900 rpm and a reduction of the power output for values beyond 900 rpm. It also highlighted the significant positive impact of the supply pressure on the electrical power output and the negative impact of the superheating on the expander overall isentropic Efficiency.The obtained results are useful for the future control of the expander integrated into a Rankine cycle.Since the fluid at the expander exhaust is steam at a pressure close to 1 bar, it is possible to produce heat at a temperature close to 80 °C, which is sufficient for most domestic applications (heating or direct hot water production).

G. Fabris - One of the best experts on this subject based on the ideXlab platform.

  • Prediction of performance of two-phase flow nozzle and liquid metal magnetohydrodynamic (LMMHD) Generator for no slip condition
    Energy Conversion and Management, 1993
    Co-Authors: G. Fabris, L. Back
    Abstract:

    Abstract Two-phase LMMHD energy conversion systems have potentially significant advantages over conventional systems, such as higher thermal Efficiency and substantial simplicity with lower capital and maintenance costs. Maintenance of low velocity slip is of importance for achieving high Generator Efficiency. A bubbly flow pattern ensures very low velocity slip. The full governing equations have been written, and a computer prediction code has been developed to analyze the performance of a two-phase flow LMMHD Generator and nozzle under conditions of no slip. Three different shapes of LMMHD Generator have been investigated. Electrical power outputs are in the 20 kW range. Generator Efficiency exceeds 71% at an average void fraction of about 70%. This is an appreciable performance for a short Generator without insulating vanes for minimizing electrical losses in the end regions.

  • prediction of performance of two phase flow nozzle and liquid metal magnetohydrodynamic lmmhd Generator for no slip condition
    Intersociety Energy Conversion Engineering Conference, 1992
    Co-Authors: G. Fabris, L. Back
    Abstract:

    Two-phase LMMHD energy conversion systems have potentially significant advantages over conventional systems such as higher thermal Efficiency and substantial simplicity with lower capital and maintenance costs. Maintenance of low velocity slip is of importance for achieving high Generator Efficiency. A bubbly flow pattern ensures very low velocity slip. The full governing equations have been written out, and a computer prediction code has been developed to analyze performance of a two-phase flow LMMHD Generator and nozzle under conditions of no slip. Three different shapes of a LMMHD Generator have been investigated. Electrical power outputs are in the 20 kW range. Generator Efficiency exceeds 71 percent at an average void fraction of about 70 percent. This is an appreciable performance for a short Generator without insulating vanes for minimizing electrical losses in the end regions.

Jean Louis Bouvier - One of the best experts on this subject based on the ideXlab platform.

  • Experimental study of an oil-free steam piston expander for micro-combined heat and power systems
    Applied Energy, 2016
    Co-Authors: Jean Louis Bouvier, Ghislain Michaux, Patrick Salagnac, Vincent Lemort, Thiebaut Kientz
    Abstract:

    This paper presents an experimental study conducted on an oil-free steam piston expander for micro-combined heat and power systems. This expander can produce electrical power (between 740 and 2400 W) with a significant range of supply temperature (between 260 and 340 °C) and pressure (between 20 and 34 bar). The expander electrical power output exhibits a fast dynamic response to a change of working or supply fluid conditions. The reached expander overall isentropic Efficiency (including electrical Generator Efficiency) was between 19% and 40%.An empirical model has been developed in order to conduct a sensitivity analysis of the system by varying working variables such as supply and exhaust pressures, rotational speed and supply temperature. The parameters of this model have been identified using experimental results. The sensitivity analysis showed a limited increase of the electrical power output with a rotational speed until 900 rpm and a reduction of the power output for values beyond 900 rpm. It also highlighted the significant positive impact of the supply pressure on the electrical power output and the negative impact of the superheating on the expander overall isentropic Efficiency.The obtained results are useful for the future control of the expander integrated into a Rankine cycle.Since the fluid at the expander exhaust is steam at a pressure close to 1 bar, it is possible to produce heat at a temperature close to 80 °C, which is sufficient for most domestic applications (heating or direct hot water production).

Kenfack Pierre - One of the best experts on this subject based on the ideXlab platform.

  • La conception, l'étude théorique et expérimentale, d'une génératrice électrique linéaire à structure polyentrefer à lames guidées ou frottantes
    HAL CCSD, 2018
    Co-Authors: Kenfack Pierre
    Abstract:

    The linear electric Generator is intended to be coupled to a thermal (thermoacoustic) machine for the design of a Generator set with external heat source (heat recovery of a thermal machine). This thesis deals with the adaptation to Generator operation, more precisely to steady-state operation with a unit power factor. Special attention is paid to tribological aspects related to guiding the fixed and moving parts of the electromagnetic structure.A literature review is presented before moving on to a theoretical discussion on the fundamental concepts relating to electromagnetic computation. Equivalent steady-state circuit parameters and Generator Efficiency are calculated from the dimensional and structural characteristics of the Generator. The design and steady-state performance of the Generator are validated by the finite element method. The numerical computation is integrated into a multi-object optimization process by a set of the best compromises facilitating the choice of Generator sizing and a high Efficiency solution is retained as the final concept. Validation by the finite element method employed in ANSYS is done. Validity is verified by a good match between the experimental and numerical results.The main problem encountered in the design of linear electric Generators multi air-gap structure guided or sliding plates is in the control of the mechanical clearance necessary to allow the permanent displacement of moving parts. This problem is very difficult to control because the magnetic air-gap must be as small as possible to avoid penalising the tangential magnetic pressure. The moving parts are of low thickness in the multi air-gap structure, therefore less rigid. The moving plates, therefore, tend to rub against the fixed parts. The triboguiding helps solve this problem. The tribology is the study of friction and lubrication applied to wear problems. Its objective is to reduce wear and friction in order to improve the performance of linear electric Generator multi air-gap structure guided or sliding plates.The device has been designed and implemented to compensate or even cancel the friction forces that appear between the two fixed stators and the moving plate in translation. This device is a system to compensate for reaction force based on pressure screws acting on springs. The principle is to return the exact force of attraction between the mover and the stators thanks to an adjustable spacing force (the action of a set of pressure screws on springs) between the stators.La génératrice électrique linéaire est destinée à être accouplée à une machine thermique (thermoacoustique) pour la conception d'un groupe électrogène à source de chaleur externe (Récupération de la chaleur d'une machine thermique). Cette thèse porte sur l'adaptation au fonctionnement en génératrice, plus précisément au fonctionnement en régime permanent à facteur de marche unitaire. Une attention toute particulière est portée aux aspects tribologiques liés au guidage des lames constituants les parties fixes et mobiles de la structure électromagnétique. Une revue de littérature est présentée avant de passer à une discussion théorique sur les notions fondamentales relatives au calcul électromagnétique. Les paramètres du circuit équivalent en régime permanent et le rendement de la génératrice sont calculés à partir des caractéristiques dimensionnelles et structurales de la génératrice. La conception et les performances en régime permanent de la génératrice sont validées par la méthode par éléments finis. Le modèle numérique est intégré dans un processus d’optimisation multi-objets par un ensemble des meilleurs compromis facilitant le choix de dimensionnement de la génératrice et une solution à plus haut rendement est retenue comme concept final. La validation par la méthode des éléments finis est faite avec ANSYS. La validité est vérifiée par une bonne concordance entre les résultats expérimentaux et numérique.Le principal problème rencontré dans la conception des génératrices électriques linéaires à structure polyentrefer à lames guidées ou frottantes est dans le contrôle des jeux mécaniques nécessaires pour permettre le déplacement permanent des parties mobiles. Ce problème est très difficile à contrôler en raison de l'entrefer magnétique qui doit être aussi faible que possible pour éviter de pénaliser la pression magnétique tangentielle. Les pièces mobiles sont de faible épaisseur dans la structure polyentrefer, donc moins rigide. Les lames mobiles, par conséquent, ont tendance à frotter contre les parties fixes. Le triboguidage participe à la résolution de ce problème. La tribologie est l'étude du frottement et de la lubrification appliquée aux problèmes d'usure. Son objectif est d'atténuer l'usure et le frottement dans le but d'améliorer les performances de la génératrice électrique linéaire à structure polyentrefer à lames guidées ou frottantes. Le dispositif qui permet de compenser, voire d’annuler les efforts de friction qui apparaissent entre les deux stators fixes et la lame mobile en translation a été conçu et réalisé. Ce dispositif de compensation est un système de vis de pression agissant sur les ressorts. Le principe est de reprendre exactement la force d’attraction entre la partie mobile et les stators grâce à une force d’écartement réglable (action sur un ensemble de vis de pression sur des ressorts) entre les stators

  • DESIGN, THEORETICAL AND EXPERIMENTAL STUDIES, LINEAR ELECTRIC Generator MULTI AIR-GAP STRUCTURE GUIDED OR SLIDING PLATES.
    2018
    Co-Authors: Kenfack Pierre
    Abstract:

    La génératrice électrique linéaire est destinée à être accouplée à une machine thermique (thermoacoustique) pour la conception d'un groupe électrogène à source de chaleur externe (Récupération de la chaleur d'une machine thermique). Cette thèse porte sur l'adaptation au fonctionnement en génératrice, plus précisément au fonctionnement en régime permanent à facteur de marche unitaire. Une attention toute particulière est portée aux aspects tribologiques liés au guidage des lames constituants les parties fixes et mobiles de la structure électromagnétique. Une revue de littérature est présentée avant de passer à une discussion théorique sur les notions fondamentales relatives au calcul électromagnétique. Les paramètres du circuit équivalent en régime permanent et le rendement de la génératrice sont calculés à partir des caractéristiques dimensionnelles et structurales de la génératrice. La conception et les performances en régime permanent de la génératrice sont validées par la méthode par éléments finis. Le modèle numérique est intégré dans un processus d’optimisation multi-objets par un ensemble des meilleurs compromis facilitant le choix de dimensionnement de la génératrice et une solution à plus haut rendement est retenue comme concept final. La validation par la méthode des éléments finis est faite avec ANSYS. La validité est vérifiée par une bonne concordance entre les résultats expérimentaux et numérique.Le principal problème rencontré dans la conception des génératrices électriques linéaires à structure polyentrefer à lames guidées ou frottantes est dans le contrôle des jeux mécaniques nécessaires pour permettre le déplacement permanent des parties mobiles. Ce problème est très difficile à contrôler en raison de l'entrefer magnétique qui doit être aussi faible que possible pour éviter de pénaliser la pression magnétique tangentielle. Les pièces mobiles sont de faible épaisseur dans la structure polyentrefer, donc moins rigide. Les lames mobiles, par conséquent, ont tendance à frotter contre les parties fixes. Le triboguidage participe à la résolution de ce problème. La tribologie est l'étude du frottement et de la lubrification appliquée aux problèmes d'usure. Son objectif est d'atténuer l'usure et le frottement dans le but d'améliorer les performances de la génératrice électrique linéaire à structure polyentrefer à lames guidées ou frottantes. Le dispositif qui permet de compenser, voire d’annuler les efforts de friction qui apparaissent entre les deux stators fixes et la lame mobile en translation a été conçu et réalisé. Ce dispositif de compensation est un système de vis de pression agissant sur les ressorts. Le principe est de reprendre exactement la force d’attraction entre la partie mobile et les stators grâce à une force d’écartement réglable (action sur un ensemble de vis de pression sur des ressorts) entre les stators.The linear electric Generator is intended to be coupled to a thermal (thermoacoustic) machine for the design of a Generator set with external heat source (heat recovery of a thermal machine). This thesis deals with the adaptation to Generator operation, more precisely to steady-state operation with a unit power factor. Special attention is paid to tribological aspects related to guiding the fixed and moving parts of the electromagnetic structure.A literature review is presented before moving on to a theoretical discussion on the fundamental concepts relating to electromagnetic computation. Equivalent steady-state circuit parameters and Generator Efficiency are calculated from the dimensional and structural characteristics of the Generator. The design and steady-state performance of the Generator are validated by the finite element method. The numerical computation is integrated into a multi-object optimization process by a set of the best compromises facilitating the choice of Generator sizing and a high Efficiency solution is retained as the final concept. Validation by the finite element method employed in ANSYS is done. Validity is verified by a good match between the experimental and numerical results.The main problem encountered in the design of linear electric Generators multi air-gap structure guided or sliding plates is in the control of the mechanical clearance necessary to allow the permanent displacement of moving parts. This problem is very difficult to control because the magnetic air-gap must be as small as possible to avoid penalising the tangential magnetic pressure. The moving parts are of low thickness in the multi air-gap structure, therefore less rigid. The moving plates, therefore, tend to rub against the fixed parts. The triboguiding helps solve this problem. The tribology is the study of friction and lubrication applied to wear problems. Its objective is to reduce wear and friction in order to improve the performance of linear electric Generator multi air-gap structure guided or sliding plates.The device has been designed and implemented to compensate or even cancel the friction forces that appear between the two fixed stators and the moving plate in translation. This device is a system to compensate for reaction force based on pressure screws acting on springs. The principle is to return the exact force of attraction between the mover and the stators thanks to an adjustable spacing force (the action of a set of pressure screws on springs) between the stators

  • La conception, l'étude théorique et expérimentale, d'une génératrice électrique linéaire à structure polyentrefer à lamesguidées ou frottantes
    HAL CCSD, 2018
    Co-Authors: Kenfack Pierre
    Abstract:

    The linear electric Generator is intended to be coupled to a thermal (thermoacoustic) machine for the design of a Generator set with external heat source (heat recovery of a thermal machine). This thesis deals with the adaptation to Generator operation, more precisely to steady-state operation with a unit power factor. Special attention is paid to tribological aspects related to guiding the fixed and moving parts of the electromagnetic structure.A literature review is presented before moving on to a theoretical discussion on the fundamental concepts relating to electromagnetic computation. Equivalent steady-state circuit parameters and Generator Efficiency are calculated from the dimensional and structural characteristics of the Generator. The design and steady-state performance of the Generator are validated by the finite element method. The numerical computation is integrated into a multi-object optimization process by a set of the best compromises facilitating the choice of Generator sizing and a high Efficiency solution is retained as the final concept. Validation by the finite element method employed in ANSYS is done. Validity is verified by a good match between the experimental and numerical results.The main problem encountered in the design of linear electric Generators multi air-gap structure guided or sliding plates is in the control of the mechanical clearance necessary to allow the permanent displacement of moving parts. This problem is very difficult to control because the magnetic air-gap must be as small as possible to avoid penalising the tangential magnetic pressure. The moving parts are of low thickness in the multi air-gap structure, therefore less rigid. The moving plates, therefore, tend to rub against the fixed parts. The triboguiding helps solve this problem. The tribology is the study of friction and lubrication applied to wear problems. Its objective is to reduce wear and friction in order to improve the performance of linear electric Generator multi air-gap structure guided or sliding plates.The device has been designed and implemented to compensate or even cancel the friction forces that appear between the two fixed stators and the moving plate in translation. This device is a system to compensate for reaction force based on pressure screws acting on springs. The principle is to return the exact force of attraction between the mover and the stators thanks to an adjustable spacing force (the action of a set of pressure screws on springs) between the stators.La génératrice électrique linéaire est destinée à être accouplée à une machine thermique (thermoacoustique) pour la conception d'un groupe électrogène à source de chaleur externe (Récupération de la chaleur d'une machine thermique). Cette thèse porte sur l'adaptation au fonctionnement en génératrice, plus précisément au fonctionnement en régime permanent à facteur de marche unitaire. Une attention toute particulière est portée aux aspects tribologiques liés au guidage des lames constituants les parties fixes et mobiles de la structure électromagnétique. Une revue de littérature est présentée avant de passer à une discussion théorique sur les notions fondamentales relatives au calcul électromagnétique. Les paramètres du circuit équivalent en régime permanent et le rendement de la génératrice sont calculés à partir des caractéristiques dimensionnelles et structurales de la génératrice. La conception et les performances en régime permanent de la génératrice sont validées par la méthode par éléments finis. Le modèle numérique est intégré dans un processus d’optimisation multi-objets par un ensemble des meilleurs compromis facilitant le choix de dimensionnement de la génératrice et une solution à plus haut rendement est retenue comme concept final. La validation par la méthode des éléments finis est faite avec ANSYS. La validité est vérifiée par une bonne concordance entre les résultats expérimentaux et numérique.Le principal problème rencontré dans la conception des génératrices électriques linéaires à structure polyentrefer à lames guidées ou frottantes est dans le contrôle des jeux mécaniques nécessaires pour permettre le déplacement permanent des parties mobiles. Ce problème est très difficile à contrôler en raison de l'entrefer magnétique qui doit être aussi faible que possible pour éviter de pénaliser la pression magnétique tangentielle. Les pièces mobiles sont de faible épaisseur dans la structure polyentrefer, donc moins rigide. Les lames mobiles, par conséquent, ont tendance à frotter contre les parties fixes. Le triboguidage participe à la résolution de ce problème. La tribologie est l'étude du frottement et de la lubrification appliquée aux problèmes d'usure. Son objectif est d'atténuer l'usure et le frottement dans le but d'améliorer les performances de la génératrice électrique linéaire à structure polyentrefer à lames guidées ou frottantes. Le dispositif qui permet de compenser, voire d’annuler les efforts de friction qui apparaissent entre les deux stators fixes et la lame mobile en translation a été conçu et réalisé. Ce dispositif de compensation est un système de vis de pression agissant sur les ressorts. Le principe est de reprendre exactement la force d’attraction entre la partie mobile et les stators grâce à une force d’écartement réglable (action sur un ensemble de vis de pression sur des ressorts) entre les stators