A termoacústica teria permanecido uma ciência teórica para laboratórios e salas de física, se não fosse pelas invenções anteriores em outro ramo da física - a termodinâmica. Recebeu um novo período de renascimento com a invenção da máquina térmica Stirling. Isso aconteceu no século 19 e quase imediatamente levou a uma revolução no campo técnico. A energia térmica passou a ser amplamente utilizada em todos os tipos de motores. Mas a invenção que estamos examinando hoje refere-se especificamente à termoacústica - a ciência da interação entre som e calor. Você pode perguntar: o que o motor e o gerador têm a ver com isso? Vamos resolver isso em ordem.
Princípio de funcionamento de um motor termoacústico
Este dispositivo improvisado é literalmente montado a partir de sucatas, ou mesmo de seus restos. No entanto, isso não impede que seja chamado de gerador baseado em motor, produzindo eletricidade a partir do calor. Este fenômeno é baseado no princípio de criação de ondas acústicas que passam por um ressonador com duas membranas que criam ressonância. No topo deles existe um ímã que vibra com essas ondas com uma certa frequência. Isso resulta na formação de um campo magnético que é capturado pelo indutor. Este, por sua vez, é capaz de produzir corrente elétrica transmitida ao consumidor.
A base desta invenção é o módulo superior - um conversor ou motor termoacústico. Essencialmente, é um tubo de vidro dividido em três zonas:
- Zona de aquecimento – nela é aquecido ar ou gás;
- Zona regeneradora - substância que entra alternadamente em contato com o ar frio e quente;
- Zona de resfriamento – na qual a temperatura do ar diminui.
Materiais e ferramentas
Para criar um motor gerador precisaremos dos seguintes ingredientes:
- Tubo de vidro resistente ao calor;
- Um pedaço de tubo metálico;
- Vários cantos de canalização em PVC;
- Um pedaço de tubo de papelão;
- Bola ou luva de borracha para membranas;
- Fita isolante;
- Um rolo de palha de aço ou esponja de lavar louça;
- Ímã de neodímio;
- Indutor;
- Um pequeno pedaço de pano para lavar louça;
- Forro de madeira para tomada ou interruptor externo;
- Selante, cola.
Entre as ferramentas, podemos recomendar algo que um verdadeiro consertador deve ter sempre à mão: faca, alicate, alicate, chave de fenda, pistola de cola e pistola de silicone.
Montando um gerador termoacústico
O projeto do motor é montado com base em tubos de cobre e um tubo de vidro. O que os une é um ressonador – uma parte importante e incomum deste motor. É aqui que as ondas sonoras criadas pelo regenerador se movem.
Trata-se de um simples tubo de papelão, no meio do qual existe uma membrana que impede a circulação do ar. Se excluirmos este elemento, simplesmente não haverá vibrações na membrana superior, que está localizada no pescoço do ressonador.
O autor do vídeo optou por cortar o tubo ao meio e esticar um pedaço de luva médica de borracha sobre uma das partes como membrana inferior. Ele envolveu a costura dos fragmentos do ressonador conectados com fita isolante.
Ele expandiu o pescoço do ressonador especificamente para aumentar o efeito das vibrações sonoras do regenerador na membrana superior. Ele fez isso com a borracha mais densa de um balão. Na parte inferior do tubo há um suporte de madeira para um interruptor ou tomada externa para estabilidade na instalação.
O motor-tubo de vidro é um tubo de ensaio com um pedaço de lã de aço ou aparas colocado no meio. Após a zona de regeneração deverá ocorrer o resfriamento do ar, o que é facilitado por um pedaço de pano embebido em água e enrolado na base do tubo de ensaio. Devido ao movimento do ar através de dois ambientes de temperaturas opostas, ocorre intensa geração de ondas sonoras.
A parte final do motor é um pequeno mas poderoso ímã de neodímio. Em seguida, cria vibrações pequenas, mas muito frequentes, transmitidas pela membrana sob a influência do som.
Para transformar este motor termoacústico em gerador, precisamos de um indutor ou de um simples solenóide.Você mesmo pode fazer esse elemento enrolando fio de cobre em um carretel, por exemplo, de um equipamento de pesca. A principal condição é que seu diâmetro interno seja maior que o diâmetro do ímã.
Como transmissor de energia térmica para pequenas instalações, você pode usar uma vela comum ou um pedaço de álcool seco, e ao mesmo tempo comparar a potência recebida de diferentes fontes de calor.
No experimento, o autor demonstra o efeito de aproximar o indutor do ímã e afastá-lo. Como não há capacidade de armazenamento neste circuito elétrico, a diferença é perceptível instantaneamente.
Ao fixar a bobina na zona do campo magnético, você pode receber eletricidade de tal gerador para alimentar, por exemplo, um painel de LED ou luzes.
Conclusão
É claro que tal invenção hoje não pode ser considerada completamente acabada e completa. Requer melhorias, pois o próprio autor admite que a vibração das ondas sonoras é bastante perceptível. A carcaça do motor é leve e não contém nenhum estabilizador, e o design em si é frágil. No entanto, o próprio facto de gerar electricidade a partir do calor não pode ser ignorado. Talvez a modernização desta instalação leve a um grande avanço no campo da energia alternativa, e o mundo finalmente receberá uma fonte de energia limpa e barata, sem prejudicar o nosso planeta.
