Проект «Термоакустический двигатель»

В мире продолжается поиск альтернативных источников энергии. Можно ли каким-то образом воспользоваться звуковыми волнами для получения электричества? Термоакустический двигатель — новая разновидность двигателя с внешним подводом тепла позволяющая обойтись без поршней, что значительно повышает ресурс и надежность. Методология создания, методики расчета и проектирования термоакустических двигателей только начинают формироваться.

Цель работы: Создание экспериментальной модели термоакустического двигателя.

Задачи:

1. Изучить информационные источники по теме проекта.
2. Изготовить экспериментальную модель двигателя.
3. Представить результат своей деятельности в виде проекта.

Методы исследования: Анализ литературных и интернет источников. Экспериментальная работа.

Гипотезой моей работы явилось предположение, что я изготовлю в домашних условиях действующую модель термоакустического двигателя.

Объект исследования термоакустический двигатель. Предмет исследования термоакустика как раздел акустики, изучающий взаимодействие тепла и звука.

Актуальность – альтернативные источники энергии сегодня одно из самых важных в науке. Передовые технологии направлены на получение дешёвого электричества из энергии воздуха, воды, солнца. Модель термоакустического двигателя собранная мной далеко не идеальна, но возможно, модернизация такого двигателя приведёт к прорыву в области энергетики, и мир получит новый источник энергии без вреда для экологии.

Практическая значимость исследования заключена в том, что изготовленная мной модель может использоваться на уроках физики для изучения законов термоакустики. Данную установку можно использовать для выработки небольшого количества энергии для зарядки аккумуляторов или освещения помещения при подключении светодиодов.

Выводы:

Существует две разные концепции использования энергии звуковых волн для получения электричества. Одна из них — это использование в качестве возобновляемого источника энергии различных шумов, которых в любом современном городе в избытке.

Во второй концепции речь идет об использовании и утилизации рассеиваемого тепла, а не об использовании «шумового потенциала» современных городов. В данном случае, звуковые волны выступают «передаточным звеном», а не первоисточником энергии. При таком подходе необходимо решение уже двух задач: обеспечить преобразование тепловой энергии в звуковые волны, а так же преобразовать механическую энергию звуковых волн в электрическую.

У термоакустических генераторов, безусловно, есть всё для того, что бы стать коммерчески интересным продуктом. На сегодняшний день это одни из самых эффективных преобразователей тепловой энергии в электрическую. Ресурс эксплуатации термоакустических систем очень высок.

В чем же преимущества использования термоакустических преобразователей на практике?

1. Позволяет создать устройства преобразования разницы температур в механическую энергию, т.е. тепловые двигатели.
2. Термоакустика — обратимое явление, поэтому можно создавать различные типы оборудования — тепловые насосы, насосы для перекачки жидкостей и газов, холодильники и т.д.
3. Термоакустические преобразователи (двигатели) работают без движущихся частей, что позволяет создать устройства с выдающимся ресурсом до 100 000 часов.
4. Позволяет создавать тепловые двигатели с внешним подводом теплоты, поэтому можно использовать во многих «зелёных» источниках энергии: солнечных электростанциях, в геотермальных станциях.
5. Возможно использование для утилизации тепловых выбросов заводов, ТЭЦ, автомобилей, печей и т.д.
6. Высокотехнологичное использование в медицине. Например: питание электронных протезов (слуховых аппаратов, сердца, почек и др.) за счёт тепла организма.
7. Использование в космосе.