Термоакустиката щеше да си остане теоретична наука за лаборатории и кабинети по физика, ако не бяха предишните изобретения в друг клон на физиката - термодинамиката. Той получи нов период на възраждане с изобретяването на топлинния двигател на Стърлинг. Това се случи още през 19 век и почти веднага доведе до революция в техническата област. Топлинната енергия започва да се използва широко във всички видове двигатели. Но изобретението, което разглеждаме днес, се отнася конкретно до термоакустиката - науката за взаимодействието на звук и топлина. Може да попитате какво общо имат двигателят и генераторът? Нека го подредим по ред.
Принцип на работа на термоакустичен двигател
Това импровизирано устройство е буквално сглобено от скрап материали или дори от техните останки. Това обаче не пречи да се нарича двигателен генератор, произвеждащ електричество от топлина. Това явление се основава на принципа на създаване на акустични вълни, преминаващи през резонатор с две мембрани, които създават резонанс. На върха им има магнит, който вибрира от тези вълни с определена честота. Това води до образуването на магнитно поле, което се улавя от индуктора. Той от своя страна е в състояние да произвежда електрически ток, предаван на потребителя.
Основата на това изобретение е горният модул - термоакустичен преобразувател или двигател. По същество това е стъклена тръба, която е разделена на три зони:
- Отоплителна зона – в нея се нагрява въздух или газ;
- Регенераторна зона - вещество, което последователно влиза в контакт със студен и горещ въздух;
- Охлаждаща зона – в която температурата на въздуха се понижава.
Материали и инструменти
За да създадем генератор на двигател, ще ни трябват следните съставки:
- Стъклена топлоустойчива тръба;
- Парче метална тръба;
- Няколко PVC ВиК ъгли;
- Парче картонена тръба;
- Гумена топка или ръкавица за мембрани;
- Изолационна лента;
- Ролка стоманена вата или гъба за миене на съдове;
- Неодимов магнит;
- индуктор;
- Малко парче плат за миене на съдове;
- Дървена облицовка за външен контакт или ключ;
- Уплътнител, лепило.
Сред инструментите можем да препоръчаме да имате нещо, което истинският майстор винаги трябва да има под ръка: нож, клещи, резачки за тел, отвертка, пистолет за лепило и пистолет за силикон.
Сглобяване на термоакустичен генератор
Дизайнът на двигателя е сглобен на базата на рамкови медни тръби и една стъклена тръба. Това, което ги обединява, е резонатор - важна и необичайна част от този двигател. Това е мястото, където се движат звуковите вълни, създадени от регенератора.
Това е обикновена картонена тръба, в средата на която има мембрана, която предотвратява циркулацията на въздуха. Ако изключим този елемент, тогава просто няма да има вибрации в горната мембрана, която се намира в гърлото на резонатора.
Авторът на видеото избра да разреже тръбата наполовина и да опъне парче гумена медицинска ръкавица върху една от частите като долна мембрана. Той уви шева на свързаните резонаторни фрагменти с електрическа лента.
Той разшири гърлото на резонатора специално, за да засили ефекта на звуковите вибрации от регенератора върху горната мембрана. Той го направи от по-плътната гума на балон. В долната част на тръбата има дървена подложка за външен ключ или контакт за стабилност на монтажа.
Моторът от стъклена тръба е епруветка с парче стоманена вата или стърготини, поставени в средата. След зоната на регенерация трябва да настъпи въздушно охлаждане, което се улеснява от парче плат, напоено с вода и увито около основата на епруветката. Поради движението на въздуха през две противоположни температурни среди се получава интензивно генериране на звукови вълни.
Последната част на двигателя е малък, но мощен неодимов магнит. След това създава малки, но много чести вибрации, предавани от мембраната под въздействието на звук.
За да превърнем този термоакустичен двигател в генератор, имаме нужда от индуктор или обикновен соленоид.Можете сами да направите този елемент, като навиете медна жица върху макара, например от риболовни принадлежности. Основното условие е вътрешният му диаметър да е по-голям от диаметъра на магнита.
Като предавател на топлинна енергия за малки инсталации можете да използвате обикновена свещ или парче сух алкохол и в същото време да сравнявате мощността, получена от различни източници на топлина.
В експеримента авторът демонстрира ефекта от приближаването на индуктора към магнита и отдалечаването му. Тъй като в тази електрическа верига няма капацитет за съхранение, разликата се забелязва мигновено.
Като фиксирате бобината в зоната на магнитното поле, можете да получавате електричество от такъв генератор за захранване, например, на LED панел или светлини.
Заключение
Разбира се, такова изобретение днес не може да се счита за напълно завършено и завършено. Изисква подобрение, тъй като самият автор признава, че вибрациите от звуковите вълни са доста забележими. Корпусът на двигателя е лек и не съдържа никакъв стабилизатор, а самият дизайн е крехък. Самият факт за генериране на електроенергия от топлина обаче не може да бъде пренебрегнат. Може би вашата модернизация на тази инсталация ще доведе до голям пробив в областта на алтернативната енергия и светът най-накрая ще получи източник на евтина чиста енергия без вреда за нашата планета.
