La termoacústica hauria continuat sent una ciència teòrica per a laboratoris i sales de física, si no fos per invents anteriors en una altra branca de la física: la termodinàmica. Va rebre un nou període de revifalla amb la invenció del motor tèrmic Stirling. Això va passar al segle XIX i gairebé immediatament va provocar una revolució en el camp tècnic. L'energia tèrmica va començar a ser àmpliament utilitzada en tot tipus de motors. Però l'invent que estem examinant avui es relaciona específicament amb la termoacústica, la ciència de la interacció del so i la calor. Us preguntareu què hi tenen a veure el motor i el generador? Anem a ordenar-ho.
Principi de funcionament d'un motor termoacústic
Aquest dispositiu improvisat està literalment muntat a partir de materials de ferralla, o fins i tot de les seves restes. No obstant això, això no impedeix que es digui un generador basat en motor, que produeix electricitat a partir de la calor. Aquest fenomen es basa en el principi de crear ones acústiques passant per un ressonador amb dues membranes que creen ressonància. A la part superior d'ells hi ha un imant que vibra d'aquestes ones amb una determinada freqüència. Això dóna lloc a la formació d'un camp magnètic que és capturat per l'inductor. Al seu torn, és capaç de produir corrent elèctric transmès al consumidor.
La base d'aquesta invenció és el mòdul superior: un convertidor o motor termoacústic. Essencialment és un tub de vidre, que es divideix en tres zones:
- Zona de calefacció: s'escalfa aire o gas;
- Zona de regeneració: una substància que entra en contacte alternativament amb l'aire fred i calent;
- Zona de refrigeració: en la qual la temperatura de l'aire disminueix.
Materials i eines
Per crear un generador de motors necessitarem els següents ingredients:
- Tub de vidre resistent a la calor;
- Un tros de tub metàl·lic;
- Diverses cantonades de plomeria de PVC;
- Un tros de tub de cartró;
- Pilota de goma o guant per a membranes;
- cinta aïllant;
- Un rotllo de llana d'acer o una esponja per rentar plats;
- Imant de neodimi;
- Inductor;
- Un petit tros de drap per rentar els plats;
- Folre de fusta per a una presa o interruptor extern;
- Segellador, cola.
Entre les eines, podem recomanar tenir alguna cosa que un veritable artiller sempre ha de tenir a mà: un ganivet, alicates, tallafers, un tornavís, una pistola de cola i una pistola de silicona.
Muntatge d'un generador termoacústic
El disseny del motor està muntat a partir de tubs de coure de marc i un tub de vidre. El que els uneix és un ressonador, una part important i inusual d'aquest motor. Aquí és on es mouen les ones sonores creades pel regenerador.
Es tracta d'un senzill tub de cartró, al mig del qual hi ha una membrana que impedeix la circulació de l'aire. Si excloem aquest element, simplement no hi haurà vibracions a la membrana superior, que es troba al coll del ressonador.
L'autor del vídeo va optar per tallar el tub per la meitat i estirar un tros de guant mèdic de goma sobre una de les parts com a membrana inferior. Va embolicar la costura dels fragments de ressonador connectats amb cinta elèctrica.
Va expandir el coll del ressonador específicament per millorar l'efecte de les vibracions sonores del regenerador a la membrana superior. El va fer amb la goma més densa d'un globus. A la part inferior del tub hi ha un suport de fusta per a un interruptor o endoll extern per a l'estabilitat de la instal·lació.
El tub-motor de vidre és un tub d'assaig amb un tros de llana d'acer o encenalls col·locats al mig. Després de la zona de regeneració, s'ha de produir un refredament per aire, que es facilita amb un tros de tela remullada amb aigua i embolicat al voltant de la base del tub d'assaig. A causa del moviment de l'aire a través de dos ambients de temperatura oposada, es produeix una intensa generació d'ones sonores.
La part final del motor és un imant de neodimi petit però potent. Aleshores crea vibracions petites però molt freqüents transmeses des de la membrana sota la influència del so.
Per convertir aquest motor termoacústic en un generador, necessitem un inductor o un simple solenoide.Podeu fer aquest element vosaltres mateixos enrotllant filferro de coure en un rodet, per exemple, amb un art de pesca. La condició principal és que el seu diàmetre intern ha de ser més gran que el diàmetre de l'imant.
Com a transmissor d'energia tèrmica per a petites instal·lacions, podeu utilitzar una espelma normal o un tros d'alcohol sec i, al mateix temps, comparar l'energia rebuda de diferents fonts de calor.
En l'experiment, l'autor demostra l'efecte d'acostar l'inductor a l'imant i allunyar-lo. Com que no hi ha capacitat d'emmagatzematge en aquest circuit elèctric, la diferència es nota a l'instant.
En fixar la bobina a la zona del camp magnètic, podeu rebre electricitat d'aquest generador per alimentar, per exemple, un panell LED o llums.
Conclusió
Per descomptat, aquest invent avui no es pot considerar completament acabat i complet. Requereix una millora, ja que el mateix autor admet que la vibració de les ones sonores és força notable. La carcassa del motor és lleugera i no conté cap estabilitzador, i el disseny en si és fràgil. Tanmateix, no es pot ignorar el fet mateix de generar electricitat a partir de la calor. Potser la vostra modernització d'aquesta instal·lació portarà a un gran avenç en el camp de l'energia alternativa, i el món finalment rebrà una font d'energia neta barata sense danyar el nostre planeta.
