Термоакустични машини

[Joro-01]

Устройството може да бъде топлинна машина - ако превръща топлинна енергия в маханична /акустични вълни/ или

топлинна помпа - ако превръща акустични вълни в топлинна разлика. Или Стирлингов двигател без движещи се части.

Това е условно, нека да кажем без триещи се части /и това е условно, защото решения всякакви/.

в приложените картинки се вижда разликата между Стирлингов и акустичен двигател. Съществува още едно

разделение - двигател със стояща и с пътуваща вълна. В първият случай резонаторът е краен затворен обем, зад

студеният топлообменник от чиято стена се отразява вълната - /първата картинка/, а във вторият отворен - разклонение разделящо пътя на вълната - към консуматора и към "обратната връзка". Тук необходимото сфазиране се осъществява не от

отразена, а от кръгово движеща се вълна - по тунела на обратната връзка.

Получената механична енергия се преобразува в променлив ток с линеен алтернатор - магнит и бобина или пиезо...

Мисля, че предимствата на термоакустичният двигател пред ДВГ или парният са очевидни - простота, надеждност, защо не и КПД..

Същото се отнся еи за термоакустичната топлинна помпа / хладилник.

Третата картинка е принципна схема на Стирлнгов двигател. Втората схема е на термоакустичен двигател с изходна мощност - 1 kW и КПД 30%, третата е на опитна постановка на термоакустичен "хладилник"... Това за който не му се рови в източниците.

Е, има още да се каже, ако трябва ще допълвам.

Източници:

http://www.acs.psu.edu/drussell/Publications/ThermoDemo.pdf

http://www.lanl.gov/thermoacoustics/Pubs/ICSV9.pdf

Не съм превел схемата на охладителя, ще го направя при необнодимоснт...

Редактирано 5, 2012 от Joro-01

[Б.Богданов]

ОТ

Не е необходим превод, според мен.

[Joro-01]

Благодаря

И аз така мисля, но ако трябва го правя

По-долу /знам, пак мембраната/ ина малко инфо за такъв двигател от канадска фирма

http://www.membrana.ru/particle/15702

Редактирано 7, 2012 от Joro-01

[Doris]

Ами аз не знам как да си преведа това, кето на английски е stack и според мен е оссновен елемент на акустичната термопомпа. Също мисля, че на картинката не е показано точно положението на краищата на термодвойката, би трябвало да са свързани със "stack".

Стоящата акустична вълна в резонатора всъщност е локално изменение на налягянето на газа. Адиабатната промяна на налягането пък предизвиква промяна на температурата в различните места на обема, запълнен с газ. За това в детайла, наречен "stack" се появява температурна разлика на двата му края.

Това е най-простото обяснение, за което се сещам.

Намерих още една, по-обща схема на акустична термопомпа:

http://www.nrel.gov/vehiclesandfuels/ancillary_loads/heat_utilization.html

А това е кратка история на термоакустиката:

http://rao.akin.ru/spravka/s_lect1.htm

[Joro-01]

Стиковка, пакет...

Да съществена част е. Мсля че е температурен регенератор /рекуператор/, а в твоята схема /както и в моята за акустичния охладител/ е и топъл и студен топлообменник. В опитната постановка с говорителя дето не я преведох е навита на руло 35 мм фотографски филм, като за да се осегури пропускливост между навивките има корда. То всъщност такова нещо /така наречено/ го имат само устройствата със стоящи вълни, при другите с пътуващата /и при стирлинговият двигател има такова нещо/ си се нарича регенератор.

И аз така го разбирам, но ще опитам по-в подробности...

Та, детайлът "stack" в нашият случай оказва съпротивление на повишеното налягане, отнема от температурата и дори акумулира част от ная. В онзи край към резонатора, налягането не е толкова високо и газът е с по-ниска температура. Когато нагнетяването се смени с разреждане - другият полупериод /или пък такт/ газът поема акумулираната топлина, минавайки през топлия /условно нали, тук топлообменниците и регенератора са едно/ край си се разширява /изотермично/ и компенсира обратния ход на буталото /мембраната/. И при периодично повторетие...

За термодвойките - сигурно си права, но мисля че могат да се оставят и "висящи", да мерят t на газа, нали са много прецизни за определен диапазон.

Редактирано 8, 2012 от Joro-01

[Joro-01]

Намерих още една, по-обща схема на акустична термопомпа:

http://www.nrel.gov/vehiclesandfuels/ancillary_loads/heat_utilization.html

А това е кратка история на термоакустиката:

http://rao.akin.ru/spravka/s_lect1.htm

Вероятно тази схема ще работи, но локални изменения на налягането в опитната постановка, ще имаме само от двете страни на стека. По простата причина че честототата е 385 Hz /ако вътре е въздух с нормално налягане, дължината на вълната е метър/, а дължината на тръбата е 22 см.

[Joro-01]

Според мен тази схема е по-скоро принципна. Но щом като споменаваш конкретни материали и размери, може би замисляш направата на някакъв модел?

А за Сирлингов двигател не се ли канеше да правиш модел?

Дааа... Моят проблем е, че много се каня. Не си преценявам време и възможности. За това.. Ако някога случайно направя нещо ще го покажа, обещавам.

Редактирано 13, 2012 от Joro-01

[Joro-01]

Най-простият и лесен двигател за модели е реактивният. Когато бях дете направих един такъв по схемите на Перелман от "Занимателна физика".

Ееее... И ти си голяма работа.

Вчера намерих някъде онлайн книжката, но бавно се точеше и не можах да я разгледам.

[Joro-01]

Ако нещо ми попадне електронно да ти го метна ли? Или си го имаш на хартия?

[alvassareiro]

Тия термоакустични машини трябва да се забранят и то незабавно.

[Joro-01]

Защо

[Exhemus]

Втората схема е на термоакустичен двигател с изходна мощност - 1 kW и КПД 30%,

Това са съвсем приемливи параметри. Е, габаритът е малко големичък

Какви са другите параметри, пише ли?

Температури, налягания в различните точки?

Може ли да се обезшуми? Зер, то си е цяла сирена!

[Joro-01]

А, не съм те видял... Със сигурност може. Ще потърся, но мисля, че нямаше изнесени данни.

[Joro-01]

Тук може да се спомене една относително нова разработка - /високо/говорител от въглеродни нанотръбички.

Нещото е точно термоакустична машинка - променящият се ток загрява различно въглеродните нанотръбички, а те въздухът между тях, който при разширението си продуцира акустична вълна.

Дали при това положение трябва да се споменат газоразрядните говорители и такива - от светкавици - да, не съм се сетил просто, има в друга тема от последните.

Поради простотата си били надеждни /по тях нищо не се движи/, но могат още да бъдат тънки, гъвкави и прозрачни, давали и качествен звук. Подходящи за говорителчета на GSM, лаптопи и друг вид микроговорителчета. Аз бих добавил и за актуатори /задвижки/ в микроелектромеханичните устройства /MEMS/, където вече има "топлинни" двигателчета, на базата на нитинол (SME effect), обаче.

Явно ниското КПД от 30 % в добрия случай не е преча за приложението на тези говорители. Другите плюсове явно надделяват.

http://www.technologyreview.com/view/411182/nanotube-loudspeakers/

http://gigaom.com/2013/09/30/how-carbon-nanotubes-could-lead-to-more-reliable-speakers/

http://phys.org/news/2013-10-future-laptops-speakers-carbon-nanotubes.html

Такива работи...

На всичкото отгоре май от университета в Синхуа в Пекин май са ги разработили / открили

Редактирано Октомври 10, 2013 от Joro-01

[Joro-01]

[Joro-01]

Страно това как не съм го постнал

Acoustic Laser Demo - Instructions.pdf

[Joro-01]

И един слънчев термоакустичен генератор в действие

https://www.youtube.com/watch?list=PLCDjrbypDay_ntegsefPCWUQ5esUIQjAo&v=93brSy--nyg&feature=player_detailpage

https://www.youtube.com/watch?v=Q6WN3wFPnqw

https://www.youtube.com/watch?v=1PHELYP209A