Термоакустические преобразователи

Термоакустика — это наука, изучающая взаимодействие тепла и звуковых колебаний. Впервые возбуждение звуковых колебаний с помощью тепла было описано Джоном Уи́льямом (Лорд Релей) ещё в 1877г. Сегодня, термоакустика является одной из самых перспективных технологий, которая начала активно развиваться только в конце 20-го века. Первыми практическими устройствами, использующими явление термоакустики в промышленных маштабах, стали термоакустические холодильники.

На рисунке показан простейший термоакустический преобразователь, или — термоакустический двигатель (thermoacoustics engine).

400px-Thermo-acoustic_cooling_machine

Конструкция двигателя представляет собой простую полую трубку, внутри которой размещены: нагреватель (hot heat exchanger), регенератор (stack), охладитель (cold heat echanger).  Охладитель, нагреватель и регенератор могут быть самых разных видов (пластинчатый, сетка, волокна, трубки и т.п.), форма и тип которых, являются сейчас предметом научных исследований. В простейшем случае это может быть небольшая нагретая сетка. При помещении нагретой сетки внутрь полой трубы (примерно в области 1/4 длины трубки), начинается интенсивная генерация звука.

Именно такая конструкция была изобретена в 1859 г. профессором физики в Лейдонском Университете в Нидерландах P. L. Rijke. В последствии такую конструкцию стали называть трубкой Рийке (Rijke tube).

Rijkeconstr

Демонстрация трубки Рийке

Исследовательские центры

В чем же преимущества использования термоакустических преобразователей на практике?

  1. Термоакустические преобразователи (двигатели) работают без движущихся частей, что позволяет создать устройства с выдающимся ресурсом до 100 000 часов.
  2. Позволяет создать устройства преобразования разницы температур в механическую энергию, т.е. тепловые двигатели.
  3. Термоакустика — обратимое явление, поэтому можно создавать различные типы оборудования — тепловые насосы, насосы для перекачки жидкостей и газов, холодильники и т.д.
  4. Позволяет создавать тепловые двигатели с внешним подводом теплоты, поэтому можно использовать во многих «зелёных» источниках энергии: солнечных электростанциях, для утилизации тепла, в геотермальных станциях.

Добавить комментарий


Почитать ещё по теме:


Микро-ТЭЦ на выставке Hannover Messe 2014
Новый термоакустический двигатель
Новый тепловой двигатель от компании Etalim
theac-final-version
Термоакустическая тепловая машина 25кВт на цикле Стирлинга
Домашняя ТЭЦ на микротурбине

Template design by Joule Watt © 2013 Домашняя энергетика