Термоакустические, терморезонансные, термомеханические Стирлинги - самые простые, но и самые непонятные, в плане принципа их роботы. Ибо представить как там внутри образуется звуковая стоячая волна не просто.

Самый простой пример - Ламинарный двигатель Лемана.

Сама принципиальная схема выглядит так.

Ну или более красочно, то так.

Этот эскиз я нашел в интернете, можете попробовать собрать по указанными размерами, но без претензий ко мне, я в своих моделях использовал несколько другие параметры, но это не значит что эта схема не рабочая, просто всё нужно тонко настраивать и доводить.

Вот несколько моих видео, посмотрите, это интересно.

 

А так наглядно можно объяснить принцип его работы (стащил картинку с какого то японского сайта, в иероглифы можете не вчитываться), по цвету примерно можно понять что происходит внутри.

Деталей конечно минимум, но простота всегда обманчива. Я лично, когда собирал свой первый терморезонансный стирлинг, убил на всё это месяц, пока разобрался во всяких тонкостях, эта внешняя простота очень обманчива и с лихвой окупится сложностью настройки.

..........

А здесь и здесь можно увидеть мои первые модели. Более новые и совершенные экземпляры я теперь сразу выкладываю на YouTube

Познокомившись с Ламинарным двигателем Лемана, у большинства из вас возникает целый ряд вопросов: «Как это работает?», «Насколько он эффективен?», «Почему именно термоакустический?» и т.д. Вопросов возникает столько, что коротко и понятно ответить на них невозможно, если не затрагивать основных положений термоакустики.
Итак, что же это за наука и откуда она взялась? С ответом на этот вопрос мне любезно согласился помочь специалист в этом направлении

Воротников Геннадий Викторович .

(Изложенный ниже материал - уникален по своему содержанию, поскольку, более простого и понятного изложения работы этих удивительных двигателей в русскоязычном интернете, Вы не найдёте. Поэтому просьба, при копировании ссылаться на автора. )

Термоакустика – раздел физики о взаимном преобразовании тепловой и акустической энергии. Он образовался на стыке термодинамики и акустики. Отсюда такое название. Наука эта очень молодая. Как самостоятельная дисциплина она возникла в конце 70-х годов прошлого века, когда швейцарец Никалаус Ротт закончил работу над математическими основами линейной термоакустики. И всё же она возникла не на пустом месте. Её возникновению предществовали открытия интересных эффектов, которые мы просто обязаны рассмотреть.

 

С ЧЕГО ЭТО НАЧИНАЛОСЬ
Термоакустика имеет длинную историю, которая берёт своё начало более двух веков назад.

Первые официальные записи о колебаниях, порождаемых теплом, сделаны Хиггинсом в 1777 г. Он экспериментировал с открытой стеклянной трубкой, в которой акустические колебания возбуждались с помощью водородной горелки, расположенной определённым образом. Этот опыт вошёл в историю, как «поющее пламя Хиггинса».

 

 

 

Рисунок 1.   Поющее пламя Хиггинса

Однако, современным физикам более известен другой эксперимент, получивший название «трубка Рийке». В процессе своих опытов Рийке создал новый музыкальный инструмент из органной трубки. Он заменил водородное пламя Хиггинса на подогреваемый проволочный экран и экспериментально показал, что самый сильный звук рождается в том случае, когда экран расположен на расстоянии четверти трубки от её нижнего конца. Колебания прекращались, если накрыть верхний конец трубки. Это доказывало, что для получения звука необходима продольная конвективная тяга. Работы Хиггинса и Рийке позже послужили основой для зарождения науки о горении, которая сегодня применяется везде, где используется это явление от

Рисунок 2.   Трубка Рийке.

горения пороховых шашек до ракетных двигателей. Явлениям, протекающим в трубке Рийке посвящены тысячи диссертаций во всём мире, но интерес к этому устройству не ослабевает до сих пор.

 

 

 

В 1850 г. Сондхаусс обратился к странному явлению, которое наблюдают в своей работе стеклодувы. Когда шарообразное утолщение из горячего стекла гонит воздух в холодный конец трубки стеклодува, генерируется чистый звук. Анализируя явление, Сондхаусс обнаружил, что звук генерируется, если нагревать шарообразное утолщение на конце трубки. При этом звук изменяется с изменением длины трубки. В отличие от трубки Рийке трубка Сондхаусса не зависела от конвективной тяги.

            

 

 

 

 

Рисунок 3.   Трубка Сондхаусса.

Похожий эксперимент позже осуществил Таконис. В отличие от Сондхаусса он не подогревал конец трубки, а охлаждал его криогенной жидкостью. Это доказывало, что для генерации звука важен не подогрев, а перепад температур.
Первый качественный анализ колебаний, вызванных теплом, был дан в 1887 г. Лордом Рэлеем. Сформулированное Рэлеем объяснение перечисленных выше явлений сегодня известно термоакустикам как принцип Рэлея. Он звучит примерно так: «Если газу передать тепло в момент наибольшего сжатия или отобрать тепло в момент наибольшего разрежения, то это стимулирует колебания.» Несмотря на свою простоту, эта формулировка полностью описывает прямой термоакустический эффект, то есть преобразование тепловой энергии в энергию звука.

 

СМОТРИ МОИ ВИДЕОУРОКИ на YouTube

Оказать финансовую помощь моим разработкам и сайту