A water-cooled single-tube pulse detonation turbine engine (PDTE) system was constructed using a turbocharger designed for automobiles, where the output of the system was the compression work done by the turbocharger. The PDTE system was operated for more than 10 minutes at the frequencies of 10 and 60 Hz using hydrogen as the fuel and air as the oxidizer. In the experiments, the isentropic efficiency of the turbocharger and the energy balance of the system were evaluated by comprehensive diagnostics. The isentropic efficiency of the turbocharger was about 0.6 at the operation frequencies of both 10 and 60 Hz, which was almost the same as the value in the case that only air steadily flowed through the rig. The evaluation of the energy balance showed that about four out of ten of the input energy was lost in the operation. The values of the thermal efficiency evaluated in the PDTE experiments at the frequencies of 10 and 60 Hz were 0.1 and 0.09, respectively. These values were consistent with the theoretical predictions taking account of the evaluated isentropic efficiency of the turbocharger and energy balance of the system.
自動車用に設計されたターボチャージャーを用い,水冷型単気筒のパルスデトネーションタービンエンジン(PDTE)システムを構築した。 このシステムの出力はターボチャージャーが行う圧縮仕事である。 燃料に水素を,酸化剤に空気を用い,PDTEシステムを周波数10Hzおよび60Hzで10分間以上運転した。 実験では,包括的な診断により,ターボチャージャーの等エントロピー効率およびシステムのエネルギーバランスを実験的に評価した。 ターボチャージャーの等エントロピー効率は10Hzおよび60Hzいずれの運転周波数においても約0.6であり,この値は実験装置に空気のみを定常的に流した場合の値とほぼ同じであった。 また,エネルギーバランスの評価により,入力エネルギーの約4割が運転中に失われていることがわかった。 PDTE運転時の熱効率は,運転周波数10Hzの場合0.1,運転周波数60Hzの場合0.09であった。これらの値は,評価されたターボチャージャーの等エントロピー効率およびシステムのエネルギーバランスを考慮すると理論値と矛盾しないものであった。
detonation, engine, turbine, efficiency, energy balance