La thermoacoustique serait restée une science théorique pour les laboratoires et les salles de physique, sans les inventions antérieures dans une autre branche de la physique : la thermodynamique. Il connut une nouvelle période de renouveau avec l'invention du moteur thermique Stirling. Cela s'est produit au 19e siècle et a presque immédiatement conduit à une révolution dans le domaine technique. L'énergie thermique a commencé à être largement utilisée dans toutes sortes de moteurs. Mais l’invention que nous examinons aujourd’hui concerne spécifiquement la thermoacoustique – la science de l’interaction du son et de la chaleur. Vous vous demandez peut-être quel est le rapport entre le moteur et le générateur ? Trions cela dans l'ordre.
Principe de fonctionnement d'un moteur thermoacoustique
Ce dispositif improvisé est littéralement assemblé à partir de matériaux de récupération, voire de leurs restes. Cependant, cela ne l'empêche pas d'être qualifié de générateur basé sur un moteur, produisant de l'électricité à partir de chaleur. Ce phénomène repose sur le principe de création d'ondes acoustiques traversant un résonateur doté de deux membranes qui créent une résonance. Au sommet d'eux se trouve un aimant qui vibre à cause de ces ondes avec une certaine fréquence. Il en résulte la formation d’un champ magnétique capté par l’inducteur. Celui-ci, à son tour, est capable de produire du courant électrique transmis au consommateur.
La base de cette invention est le module supérieur - un convertisseur thermoacoustique ou un moteur. Il s’agit essentiellement d’un tube de verre divisé en trois zones :
- Zone de chauffage – de l'air ou du gaz y est chauffé ;
- Zone régénératrice - une substance qui entre alternativement en contact avec l'air froid et chaud ;
- Zone de refroidissement – dans laquelle la température de l'air diminue.
Matériaux et outils
Pour créer un moteur générateur, nous aurons besoin des ingrédients suivants :
- Tube en verre résistant à la chaleur ;
- Un morceau de tuyau métallique ;
- Plusieurs coins de plomberie en PVC ;
- Un morceau de tube en carton ;
- Balle ou gant en caoutchouc pour membranes ;
- Ruban isolant;
- Un rouleau de laine d'acier ou d'éponge à vaisselle ;
- Aimant en néodyme ;
- Inducteur;
- Un petit morceau de tissu pour faire la vaisselle ;
- Doublure en bois pour prise ou interrupteur externe ;
- Scellant, colle.
Parmi les outils, nous pouvons recommander d'avoir quelque chose qu'un vrai bricoleur devrait toujours avoir sous la main : un couteau, des pinces, un coupe-fil, un tournevis, un pistolet à colle et un pistolet à silicone.
Assemblage d'un générateur thermoacoustique
La conception du moteur est assemblée sur la base d'un cadre en tubes de cuivre et d'un tube en verre. Ce qui les unit, c'est un résonateur - une partie importante et inhabituelle de ce moteur. C’est là que se déplacent les ondes sonores créées par le régénérateur.
Il s'agit d'un simple tube en carton, au milieu duquel se trouve une membrane qui empêche l'air de circuler. Si nous excluons cet élément, il n'y aura tout simplement aucune vibration dans la membrane supérieure, située dans le col du résonateur.
L'auteur de la vidéo a choisi de couper le tube en deux et d'étendre un morceau de gant médical en caoutchouc sur l'une des parties en guise de membrane inférieure. Il a enveloppé la couture des fragments de résonateur connectés avec du ruban isolant.
Il a élargi le col du résonateur spécifiquement pour améliorer l'effet des vibrations sonores du régénérateur sur la membrane supérieure. Il l'a fabriqué à partir du caoutchouc plus dense d'un ballon. Au bas du tube se trouve un support en bois pour un interrupteur ou une prise externe pour assurer la stabilité de l'installation.
Le tube-moteur en verre est un tube à essai avec un morceau de laine d'acier ou des copeaux placé au milieu. Après la zone de régénération, un refroidissement par air devrait se produire, qui est facilité par un morceau de tissu imbibé d'eau et enroulé autour de la base du tube à essai. En raison du mouvement de l’air à travers deux environnements à températures opposées, une génération intense d’ondes sonores se produit.
La dernière partie du moteur est un aimant en néodyme petit mais puissant. Il crée alors de petites mais très fréquentes vibrations transmises depuis la membrane sous l’influence du son.
Pour transformer ce moteur thermoacoustique en générateur, nous avons besoin d'un inducteur ou d'un simple solénoïde.Vous pouvez fabriquer vous-même cet élément en enroulant du fil de cuivre sur une bobine, par exemple à partir d'un engin de pêche. La condition principale est que son diamètre interne soit supérieur au diamètre de l'aimant.
En tant que transmetteur d'énergie thermique pour les petites installations, vous pouvez utiliser une bougie ordinaire ou un morceau d'alcool sec, tout en comparant la puissance reçue de différentes sources de chaleur.
Dans l'expérience, l'auteur démontre l'effet de rapprocher l'inducteur de l'aimant et de l'éloigner. Puisqu’il n’y a pas de capacité de stockage dans ce circuit électrique, la différence se remarque instantanément.
En fixant la bobine dans la zone du champ magnétique, vous pouvez recevoir de l'électricité d'un tel générateur pour alimenter, par exemple, un panneau LED ou des lumières.
Conclusion
Bien entendu, une telle invention ne peut aujourd’hui être considérée comme complètement achevée et complète. Cela nécessite des améliorations, puisque l'auteur lui-même admet que la vibration des ondes sonores est assez perceptible. Le carter moteur est léger et ne contient aucun stabilisateur, et la conception elle-même est fragile. Cependant, le fait même de produire de l’électricité à partir de chaleur ne peut être ignoré. Peut-être que votre modernisation de cette installation mènera à une grande avancée dans le domaine des énergies alternatives, et que le monde recevra enfin une source d'énergie propre et bon marché sans nuire à notre planète.
