Termoacustica ar fi rămas o știință teoretică pentru laboratoare și săli de fizică, dacă nu pentru invenții anterioare dintr-o altă ramură a fizicii - termodinamica. A primit o nouă perioadă de renaștere odată cu inventarea motorului termic Stirling. Acest lucru s-a întâmplat în secolul al XIX-lea și a dus aproape imediat la o revoluție în domeniul tehnic. Energia termică a început să fie utilizată pe scară largă în toate tipurile de motoare. Dar invenția pe care o examinăm astăzi se referă în mod specific la termoacustică - știința interacțiunii sunetului și căldurii. Vă puteți întreba, ce legătură au motorul și generatorul cu el? Să o rezolvăm în ordine.
Principiul de funcționare al unui motor termoacustic
Acest dispozitiv improvizat este literalmente asamblat din materiale vechi sau chiar din rămășițele lor. Cu toate acestea, acest lucru nu îl împiedică să fie numit generator bazat pe motor, producând energie electrică din căldură. Acest fenomen se bazează pe principiul creării undelor acustice trecute printr-un rezonator cu două membrane care creează rezonanță. Deasupra lor se află un magnet care vibrează din aceste unde cu o anumită frecvență. Aceasta are ca rezultat formarea unui câmp magnetic care este captat de inductor. La rândul său, este capabil să producă curent electric transmis consumatorului.
Baza acestei invenții este modulul superior - un convertor termoacustic sau motor. În esență, este un tub de sticlă, care este împărțit în trei zone:
- Zona de încălzire – aerul sau gazul este încălzit în ea;
- Zona de regenerare - o substanță care vine în contact alternativ cu aerul rece și cald;
- Zona de răcire – în care temperatura aerului scade.
Materiale și unelte
Pentru a crea un generator de motor vom avea nevoie de următoarele ingrediente:
- Tub de sticlă termorezistent;
- O bucată de țeavă metalică;
- Mai multe colțuri sanitare din PVC;
- O bucată de tub de carton;
- Minge sau mănușă de cauciuc pentru membrane;
- Banda izolatoare;
- Un sul de vată de oțel sau burete de spălat vase;
- Magnet de neodim;
- Inductor;
- O bucată mică de pânză pentru spălarea vaselor;
- Căptușeală din lemn pentru o priză sau întrerupător extern;
- Etanșant, lipici.
Dintre instrumente, vă putem recomanda să aveți ceva pe care un adevărat tunker ar trebui să aibă mereu la îndemână: un cuțit, clești, tăietori de sârmă, o șurubelniță, un pistol de lipit și un pistol de silicon.
Asamblarea unui generator termoacustic
Designul motorului este asamblat pe baza tuburilor de cupru cadru și a unui tub de sticlă. Ceea ce îi unește este un rezonator - o parte importantă și neobișnuită a acestui motor. Aici se deplasează undele sonore create de regenerator.
Acesta este un tub simplu de carton, în mijlocul căruia se află o membrană care împiedică circulația aerului. Dacă excludem acest element, atunci pur și simplu nu vor exista vibrații în membrana superioară, care este situată în gâtul rezonatorului.
Autorul videoclipului a ales să taie tubul în jumătate și să întindă o bucată de mănușă medicală de cauciuc peste una dintre părți ca membrană inferioară. A înfășurat cusătura fragmentelor de rezonanță conectate cu bandă electrică.
El a extins gâtul rezonatorului special pentru a îmbunătăți efectul vibrațiilor sonore de la regenerator pe membrana superioară. A făcut-o din cauciucul mai dens al unui balon. În partea de jos a tubului există un suport din lemn pentru un întrerupător extern sau priză pentru stabilitatea instalării.
Tubul-motor de sticlă este o eprubetă cu o bucată de vată de oțel sau așchii plasate în mijloc. După zona de regenerare, ar trebui să aibă loc răcirea cu aer, care este facilitată de o bucată de pânză înmuiată în apă și înfășurată în jurul bazei eprubetei. Datorită mișcării aerului prin două medii de temperatură opuse, are loc generarea intensă de unde sonore.
Partea finală a motorului este un magnet mic, dar puternic din neodim. Apoi creează vibrații mici, dar foarte frecvente transmise de membrană sub influența sunetului.
Pentru a transforma acest motor termoacustic într-un generator, avem nevoie de un inductor sau un simplu solenoid.Puteți realiza singur acest element prin înfășurarea firului de cupru pe o bobină, de exemplu, din unelte de pescuit. Condiția principală este ca diametrul său interior să fie mai mare decât diametrul magnetului.
Ca transmițător de energie termică pentru instalații mici, puteți folosi o lumânare obișnuită sau o bucată de alcool uscat și, în același timp, puteți compara puterea primită de la diferite surse de căldură.
În experiment, autorul demonstrează efectul de a aduce inductorul mai aproape de magnet și de a-l îndepărta. Deoarece nu există capacitate de stocare în acest circuit electric, diferența este vizibilă instantaneu.
Fixând bobina în zona câmpului magnetic, puteți primi energie electrică de la un astfel de generator pentru a alimenta, de exemplu, un panou LED sau lumini.
Concluzie
Desigur, o astfel de invenție astăzi nu poate fi considerată complet terminată și completă. Este nevoie de îmbunătățire, deoarece autorul însuși admite că vibrația de la undele sonore este destul de vizibilă. Carcasa motorului este ușoară și nu conține niciun stabilizator, iar designul în sine este slab. Cu toate acestea, însuși faptul de a genera electricitate din căldură nu poate fi ignorat. Poate că modernizarea dumneavoastră a acestei instalații va duce la o mare descoperire în domeniul energiei alternative, iar lumea va primi în sfârșit o sursă de energie curată ieftină, fără a dăuna planetei noastre.
