Θερμοακουστική

Από τη Βικιπαίδεια, την ελεύθερη εγκυκλοπαίδεια
Μετάβαση σε: πλοήγηση, αναζήτηση
Σχηματική αναπαράσταση θερμοακουστικής μηχανής ψύξης. Η θερμότητα μεταφέρεται μεταξύ της θερμής πλευράς (heat exchanger) και της ψυχρης πλευράς (θάλαμος ψύξης). Δεν απεικονίζεται ο ηλεκτροακουστικός μορφοτροπέας (μεγάφωνο).

Η θερμοακουστική (αγγλικά: thermoacoustics) μελετά τις αλληλεπιδράσεις μεταξύ μεταβολών θερμοκρασίας, πυκνότητας και πίεσης ενός διαμήκους ακουστικού κύματος. Οι αλληλεπιδράσεις αυτές οδηγούν στη μετατροπή ενός ακουστικού κύματος (μηχανική ενέργεια) σε θερμότητα (θερμική ενέργεια) και αντίστροφα.

Θερμοακουστικά φαινόμενα παρατηρούνται όταν μερικώς λιωμένοι γυάλινοι σωλήνες συνδέονται με γυάλινα δοχεία, όπου κάτω από συγκεκριμένες συνθήκες παράγονται αυθόρμητα δυνατοί μονοτονικοί ήχοι. Παρόμοια φαινόμενα παρατηρούνται όταν ένας χαλύβδινος σωλήνας έχει το ένα του άκρο σε θερμοκρασία δωματίου (293 K) και το άλλο σε επαφή με υγρό ήλιο 4.2 K (ταλαντώσεις Taconis).[1] Η μαθηματική θεμελίωση της θερμοακουστικής έχει διεξαχθεί από το Nikolaus Rott.[2] Ακολούθησαν εργασίες από τους Wheatley[3] και Swift.

Μια θερμοακουστική μηχανή αποτελεί ένα θερμομηχανικό μετατροπέα που μπορεί είτε να παράγει μηχανική ενέργεια σε μορφή ακουστικού κύματος από την κατανάλωση ενός ορισμένου ποσού θερμότητας ή να καταναλώνει ακουστική ενέργεια για την άντληση θερμότητας από κάποιο ψυχρότερο προς κάποιο θερμότερο περιβάλλον. Τα εν λόγω συστήματα καλούνται θερμοακουστική μηχανή/κινητήρας και θερμοακουστικό ψυγείο, αντίστοιχα.

Οι θερμοακουστικές συσκευές/μηχανές έχουν το πλεονέκτημα της μη ανάγκης ύπαρξης σημαντικών κινούμενων μερών (αυξημένη αξιοπιστία - χαμηλές απαιτήσεις συντήρησης).[4][5]

Παραπομπές[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

  1. K. W. Taconis, J. J. M. Beenakker, A. O. C. Nier, and L. T. Aldrich (1949) "Measurements concerning the vapour-liquid equilibrium of solutions of He3 in He4 below 2.19 °K," Physica, 15 : 733-739.
  2. Rott, Nikolaus (1980). «Thermoacoustics». Advances in Applied Mechanics Volume 20. Advances in Applied Mechanics. 20, σελ. 135. doi:10.1016/S0065-2156(08)70233-3. ISBN 9780120020201. 
  3. Wheatley, John (1985). «Understanding some simple phenomena in thermoacoustics with applications to acoustical heat engines». American Journal of Physics 53 (2): 147. doi:10.1119/1.14100. Bibcode1985AmJPh..53..147W. 
  4. Swift, G. W. (1988). «Thermoacoustic engines». The Journal of the Acoustical Society of America 84 (4): 1145. doi:10.1121/1.396617. Bibcode1988ASAJ...84.1145S. 
  5. Waele, A. T. A. M. (2011). «Basic Operation of Cryocoolers and Related Thermal Machines». Journal of Low Temperature Physics 164 (5–6): 179. doi:10.1007/s10909-011-0373-x. Bibcode2011JLTP..164..179D. 

Εξωτερικοί σύνδεσμοι[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]