Die Thermoakustik wäre die theoretische Wissenschaft für Laboratorien und physikalische Laboratorien geblieben, wenn nicht für frühere Erfindungen auf einem anderen Gebiet der Physik - der Thermodynamik. Mit der Erfindung der Stirling-Wärmekraftmaschine erhielt sie eine neue Wiederbelebungsperiode. Dies geschah bereits im 19. Jahrhundert und führte fast unmittelbar zu einer Revolution im technischen Bereich. Wärmeenergie wurde in Motoren aller Art in großem Umfang eingesetzt. Die Erfindung, die wir heute analysieren, bezieht sich jedoch speziell auf die Thermoakustik - die Wissenschaft der Wechselwirkung von Schall und Wärme. Sie fragen, woher kommt der Motor und Generator? Lass es uns der Reihe nach sortieren.
Das Funktionsprinzip eines thermoakustischen Motors
Dieses improvisierte Gerät ist buchstäblich aus improvisierten Materialien oder sogar deren Überresten zusammengesetzt. Dies hindert ihn jedoch nicht daran, als motorbetriebener Generator bezeichnet zu werden, der aus Wärme Strom erzeugt. Dieses Phänomen beruht auf dem Prinzip der Erzeugung von Schallwellen, die durch einen Resonator mit zwei Membranen übertragen werden, die eine Resonanz erzeugen. Auf ihnen befindet sich ein Magnet, der mit einer bestimmten Frequenz von diesen Wellen vibriert. Dies führt zur Bildung eines vom Induktor erfassten Magnetfelds. Es ist wiederum in der Lage, elektrischen Strom zu erzeugen, der an den Verbraucher übertragen wird.
Die Basis dieser Erfindung ist das obere Modul - thermoakustischer Wandler oder Motor. Tatsächlich handelt es sich um eine Glasröhre, die in drei Zonen unterteilt ist:
- Heizzone - Luft oder Gas wird darin erwärmt;
- Regeneratorzone - eine Substanz, die abwechselnd mit kalter und heißer Luft in Kontakt kommt;
- Kühlzone - in der die Lufttemperatur sinkt.
Materialien und Werkzeuge
Um einen Motorgenerator herzustellen, benötigen wir folgende Zutaten:
- Glas hitzebeständiges Rohr;
- Stück Metallrohr;
- Mehrere PVC-Klempnerecken;
- Ein Stück Pappröhre;
- Gummiball oder -handschuh für Membranen;
- Elektrisches Klebeband;
- Eine Spule aus Metallwolle oder Waschlappen;
- Neodym-Magnet;
- Induktivität;
- Ein kleiner Ausschnitt einer Geschirrspülserviette;
- Holzverkleidung für eine externe Steckdose oder einen Schalter;
- Versiegelung, Kleber.
Von den Werkzeugen, die Sie empfehlen können, sollten Sie immer das zur Hand haben, was ein echter Liebhaber herstellen kann: ein Messer, eine Zange, einen Drahtschneider, einen Schraubendreher, einen Kleber und eine Silikonpistole.
Montage eines thermoakustischen Generators
Das Motorkonzept besteht aus einem Rahmen aus Kupferrohren und einem Glas. Ihr Resonator vereint - ein wichtiges und ungewöhnliches Detail dieses Motors. In ihm findet die Bewegung der vom Regenerator erzeugten Schallwellen statt.
Dies ist eine einfache Pappröhre, in deren Mitte sich eine Membran befindet, die keine Luftzirkulation zulässt.Wird dieses Element ausgeschlossen, kommt es einfach nicht zu Schwingungen in der oberen Membran, die sich im Hals des Resonators befindet.
Der Autor des Videos hat es vorgezogen, den Schlauch in zwei Hälften zu schneiden und an einem der Teile ein Stück medizinischer Gummihandschuhe als untere Membran anzuziehen. Er umwickelte die Naht der verbundenen Fragmente des Resonators mit elektrischem Klebeband.
Er erweiterte den Hals des Resonators speziell, um die Wirkung der Schallschwingungen des Regenerators auf die obere Membran zu verstärken. Er machte es aus einem dichteren Gummiballon. Auf dem Boden der Röhre ist ein Holzsubstrat unter dem externen Schalter oder Auslass installiert, um die Installationsstabilität zu gewährleisten.
Der Glasrohrmotor ist ein Reagenzglas, in dessen Mitte ein Stück Metallwolle oder Späne platziert wird. Nach der Regenerationszone sollte eine Luftkühlung stattfinden, die durch ein Stück in Wasser angefeuchtetes Gewebe erleichtert wird, das um den Boden des Röhrchens gewickelt ist. Aufgrund der Luftbewegung durch zwei Medien mit entgegengesetzter Temperatur tritt eine intensive Erzeugung von Schallwellen auf.
Der letzte Teil des Motors ist ein kleiner, aber leistungsstarker Neodym-Magnet. Er erzeugt dann kleine, aber sehr häufige Vibrationen, die von der Membran unter dem Einfluss von Schall übertragen werden.
Um diesen thermoakustischen Motor in einen Generator zu verwandeln, benötigen wir einen Induktor oder einen einfachen Elektromagneten. Dieses Element kann mit Ihren eigenen Händen durch Wickeln von Kupferdraht auf einer Rolle, beispielsweise aus Angelausrüstung, hergestellt werden. Die Hauptbedingung ist, dass sein Innendurchmesser größer sein sollte als der Durchmesser des Magneten.
Eine gewöhnliche Kerze oder ein Stück trockener Alkohol kann als Wärmeenergiesender für die Installation kleinerer Größen verwendet werden. Gleichzeitig können Sie die empfangene Leistung von verschiedenen Wärmequellen vergleichen.
In dem Experiment demonstriert der Autor den Effekt der Nähe des Induktors zum Magneten und seines Abstands. Da in diesem Stromkreis keine Speicherkapazität vorhanden ist, ist der Unterschied sofort spürbar.
Nachdem die Spule in der Magnetfeldzone fixiert ist, ist es möglich, elektrischen Strom von einem solchen Generator zu erhalten, um beispielsweise eine LED-Platte oder Lampen zu versorgen.
Fazit
Natürlich kann eine solche Erfindung heute nicht als vollständig und vollständig angesehen werden. Es bedarf einer Verfeinerung, da der Autor selbst zugibt, dass die Schwingung durch Schallwellen durchaus spürbar ist. Das Motorgehäuse ist leicht und enthält keinen Stabilisator, und das Design selbst ist schwach. Die Tatsache, dass Strom aus Wärme gewonnen wird, ist jedoch nicht zu leugnen. Vielleicht wird Ihre Modernisierung dieser Anlage zu einem großen Durchbruch auf dem Gebiet der alternativen Energie führen und die Welt wird endlich eine Quelle billiger sauberer Energie erhalten, ohne unseren Planeten zu schädigen.
