Русская Википедия:Термоакустика
Термоакустика — раздел акустики, изучающий взаимодействие тепла и звука. Способы возбуждения звука при помощи тепла описаны в 1877 году Рэлем в книге «Теория звука». В 1950-х годах интерес к изучению термоакустических колебаний вызван необходимостью изучения неустойчивостей в камерах сгорания установок с большими перепадами температур. В 1970-х годах Н. Ротт открыл, что звуковое поле может создавать однонаправленный поток тепла[1].
В настоящее время создаются как термоакустические двигатели[2] так и термоакустические холодильники, а также другие устройства, использующие термоакустические эффекты, например громкоговорители[3][4][5].
Термоакустические эффекты
Различают прямой и обратный термоакустический эффект. Прямой термоакустический эффект впервые был сформулирован Лордом Рэлеем: «Если газу в момент наибольшего сжатия сообщить тепло, а в момент наибольшего разрежения тепло отобрать, то это стимулирует акустические колебания»Шаблон:Нет АИ. Таким образом, прямой термоакустический эффект описывает условия преобразования тепловой энергии в акустическую.
Обратный термоакустический эффект — это использование энергии акустической волны для формирования градиента температур в пористой среде. Впервые он был обнаружен Гиффордом и Ладсвортом и апробирован для создания холодильника на основе стоячей звуковой волныШаблон:Нет АИ. Несмотря на близость термодинамического цикла в термоакустических устройствах к циклу Стирлинга, степень сжатия газа в них значительно меньше, чем у машин Стирлинга, что связано со структурой акустической волны. По этой причине плотность энергетического потока в них меньше, а значит перспектива использования их в качестве высокомощных двигателей меньше, чем у двигателей Стирлинга. Вместе с тем, отсутствие поршней в таких устройствах увеличивает КПД при малой производительности. Всё это сводится к тому, что наиболее коммерчески востребованными термоакустическими устройствами сегодня являются не двигатели, а криогенные минихолодильники. С учётом того, что ресурс таких систем определяется только ресурсом компрессора, с начала 21 века практически все крупные производители криогенных систем для космоса перешли на термоакустические криогенные системы (пульсационные трубы) с электрическим компрессоромШаблон:Нет АИ. Некоторые такие рекордсмены проработали в космосе более 100 000 часовШаблон:Нет АИ.
См. также
Примечания
- ↑ Термоакустика Шаблон:Wayback.
- ↑ Новый тепловой двигатель хвастается минимумом подвижных частей Шаблон:Wayback.
- ↑ Финны создали динамик без традиционной мембраны Шаблон:Wayback.
- ↑ Flexible, Stretchable, Transparent Carbon Nanotube Thin Film Loudspeakers Шаблон:Wayback — Nano Letters (ACS Publications).
- ↑ Шаблон:СтатьяШаблон:Недоступная ссылка
