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:


theac-final-version
Термоакустическая тепловая машина 25кВт на цикле Стирлинга
Турбина для термоакустического Стирлинга
Новый генератор для термоакустического двигателя Стирлинга
Термоакустический холодильник на солнечной энергии
Может ли краудфандинг дать нам безопасную термоядерную энергию до 2020 года?
3d ветрогенератор
Напечатай двигатель Стирлина или ветрогенератор на 3d принтере

Template design by Joule Watt © 2013 Домашняя энергетика