Оглавление
Термоакустический тепловой двигатель
-
Основы термоакустики
- Термоакустические двигатели используют звуковые волны для перекачки тепла или создания работы из разницы температур.
- Устройства могут работать как с стоячими, так и с бегущими волнами.
- Они не требуют динамического уплотнения и смазки, что упрощает конструкцию.
-
История и развитие
- Способность тепла производить звук была известна стеклодувам много веков назад.
- В 1850-х годах Райке продемонстрировал усиление звука в трубке с нагретым проволочным экраном.
- В 1969 году Ротт открыл тему термоакустики, используя уравнения Навье-Стокса.
- В 1992 году термоакустическое холодильное устройство использовалось на космическом шаттле “Дискавери”.
- В 2005 году Орест Симко начал проект TAPEC, направленный на термоакустическое пьезоэнергетическое преобразование.
-
Применение и разработки
- Термоакустика используется в криогенных установках и в проектах, связанных с преобразованием тепла в электроэнергию.
- Компания “Скор” получила грант на разработку кухонной плиты с термоакустическим охлаждением.
- Airbus создала прототип термоакустической системы для полетов в дальний космос, которая имеет теоретические преимущества перед другими системами.
- SoundEnergy разработала систему THEAC для преобразования тепла в охлаждение без использования других источников энергии.
-
Принцип работы
- Термоакустические устройства используют адиабатическое сжатие и расширение газа для создания звуковых волн.
- В устройствах со стоячей волной используется цикл Брайтона, а в устройствах с бегущей волной – цикл Стирлинга.
- Эффективность термоакустических устройств может достигать 40% от коэффициента Карно, но обычно составляет от 20% до 30%.
-
Рекомендации и дальнейшее чтение
- Для более глубокого понимания темы рекомендуется прочитать статью из журнала Wired и патент США 5,813,234.
- Ссылки на внешние ресурсы включают Лос-Аламосскую национальную лабораторию и Университет Аделаиды.