كان سيظل الصوتيات الحرارية العلوم النظرية للمختبرات والمختبرات الفيزيائية ، إن لم يكن للاختراعات السابقة في فرع آخر من الفيزياء - الديناميكا الحرارية. تلقت فترة إحياء جديدة مع اختراع محرك ستيرلينغ الحراري. حدث هذا مرة أخرى في القرن التاسع عشر ، وأدى على الفور تقريبًا إلى ثورة في المجال التقني. بدأت الطاقة الحرارية تستخدم على نطاق واسع في جميع أنواع المحركات. لكن الاختراع الذي نقوم بتحليله اليوم يتعلق بالتحديد بالصوتيات الحرارية - علم التفاعل بين الصوت والحرارة. أنت تسأل ، أين المحرك والمولد؟ دعونا فرزها بالترتيب.
مبدأ تشغيل محرك صوت حراري
يتم تجميع هذا الجهاز المرتجل حرفيًا من مواد مرتجلة ، أو حتى رفاتهم. ومع ذلك ، هذا لا يمنعه من أن يطلق عليه مولد يعتمد على المحرك ، مما يولد الكهرباء من الحرارة. تستند هذه الظاهرة إلى مبدأ إنشاء موجات صوتية تنتقل من خلال مرنان مع أغشية اثنين تخلق صدى. في الجزء العلوي منها هو المغناطيس تهتز من هذه الموجات مع تردد معين. هذا يؤدي إلى تكوين مجال مغناطيسي استولت عليه مغو. إنه ، بدوره ، قادر على إنتاج التيار الكهربائي المنقول إلى المستهلك.
أساس هذا الاختراع هو الوحدة العليا - محول حراري صوتي أو محرك. في الواقع ، إنه أنبوب زجاجي ، ينقسم إلى ثلاث مناطق:
- منطقة التدفئة - يتم تسخين الهواء أو الغاز فيها ؛
- منطقة المجدد - مادة تتلامس بالتناوب مع الهواء البارد والساخن ؛
- منطقة التبريد - حيث تنخفض درجة حرارة الهواء.
المواد والأدوات
لإنشاء مولد محرك ، نحتاج إلى المكونات التالية:
- أنبوب زجاجي مقاوم للحرارة ؛
- قطعة من الأنابيب المعدنية.
- عدة زوايا السباكة PVC.
- قطعة من أنبوب من الورق المقوى.
- كرة مطاطية أو قفاز للأغشية ؛
- شريط كهربائي
- لفائف من الصوف المعدني أو مناشف.
- مغناطيس نيوديميوم
- مغو.
- قسم صغير من منديل غسل الصحون ؛
- بطانة خشبية لمنفذ خارجي أو التبديل ؛
- تسرب ، الغراء.
من بين الأدوات التي يمكن أن تنصح بها للحصول على ما يجب أن يكون دائمًا في متناول اليد لكي يصنعه محب حقيقي: سكين ، كماشة ، وقواطع سلكية ، مفك البراغي ، مسدس سيليكون.
تجميع مولد حراري صوتي
يتم تجميع تصميم المحرك على أساس أنابيب النحاس الإطار وزجاج واحد. مرنانهم يوحد - تفاصيل مهمة وغير عادية لهذا المحرك. في ذلك ، تحدث حركة الموجات الصوتية التي أنشأها المجدد.
هذا أنبوب بسيط من الورق المقوى ، في منتصفه عبارة عن غشاء لا يسمح للهواء بالدوران.إذا تم استبعاد هذا العنصر ، فلن يكون هناك ببساطة تذبذبات في الغشاء العلوي ، الموجود في عنق المرنان.
فضل مؤلف الفيديو قطع الأنبوب إلى النصف ، وسحب قطعة من القفازات الطبية المطاطية كأحد الأجزاء السفلية على أحد الأجزاء. لقد لف التماس الأجزاء الموصولة من الرنان بشريط كهربائي.
قام بتوسيع رقبة المرنان على وجه التحديد لتعزيز تأثير الاهتزازات الصوتية من المجدد على الغشاء العلوي. لقد صنعها من بالون مطاطي كثيف. في الجزء السفلي من الأنبوب ، يتم تثبيت الركيزة الخشبية تحت المفتاح الخارجي أو المخرج لاستقرار التثبيت.
محرك الأنبوب الزجاجي هو أنبوب اختبار في منتصفه يتم وضع قطعة من الصوف المعدني أو حلاقة. بعد منطقة التجديد ، يجب أن يتم تبريد الهواء ، والذي يتم تسهيله بقطعة من الأنسجة المبللة بالماء ، ملفوفة حول قاعدة الأنبوب. بسبب حركة الهواء من خلال اثنين من وسائط درجة الحرارة المعاكسة ، يحدث توليد مكثف من الموجات الصوتية.
الجزء الأخير من المحرك هو مغناطيس نيوديميوم صغير ولكنه قوي. ثم يخلق اهتزازات صغيرة ولكنها متكررة للغاية تنتقل من الغشاء تحت تأثير الصوت.
لتحويل هذا المحرك الصوتي الحراري إلى مولد ، نحتاج إلى مغو أو ملف لولبي بسيط. يمكن القيام بهذا العنصر بيديك عن طريق لف الأسلاك النحاسية على بكرة ، على سبيل المثال ، من معدات الصيد. الشرط الرئيسي هو أن يكون قطرها الداخلي أكبر من قطر المغناطيس.
يمكن استخدام شمعة عادية أو قطعة من الكحول الجاف كجهاز إرسال طاقة حرارية لتثبيت الأحجام الصغيرة ، وفي الوقت نفسه ، يمكنك مقارنة الطاقة المستلمة من مصادر حرارة مختلفة.
في التجربة ، يوضح المؤلف تأثير قرب المحث من المغناطيس وبعده. نظرًا لعدم وجود سعة تخزين في هذه الدائرة الكهربائية ، يكون الفرق واضحًا على الفور.
بعد تثبيت الملف في منطقة المجال المغنطيسي ، من الممكن الحصول على الطاقة الكهربائية من هذا المولد لتزويده ، على سبيل المثال ، لوحة LED أو مصابيح.
استنتاج
بالطبع ، مثل هذا الاختراع اليوم لا يمكن اعتباره مكتمل بالكامل. يتطلب الأمر تنقيحًا ، نظرًا لأن المؤلف نفسه يعترف بأن اهتزاز الموجات الصوتية ملحوظ جدًا. غطاء المحرك خفيف الوزن ، ولا يحتوي على أي مثبت ، والتصميم نفسه باهت. ومع ذلك ، لا يمكن إنكار حقيقة تلقي الكهرباء من الحرارة. ربما يؤدي تحديثك لهذا التثبيت إلى تحقيق تقدم كبير في مجال الطاقة البديلة ، وسيحصل العالم أخيرًا على مصدر للطاقة النظيفة الرخيصة دون الإضرار بكوكبنا.
