Thermoacoustics (original) (raw)
Die Thermoakustik ist ein Spezialgebiet der Akustik und Thermodynamik, welches sich mit thermischen Vorgängen und damit in Verbindung stehenden akustischen Wellen beschäftigt. Die Thermoakustik beruht auf dem thermoakustischen Effekt, bei dem thermische Energie in Schwingungsenergie eines gasförmigen Mediums umgewandelt wird bzw. diese Schwingungsenergie in thermische Energie. Durch die Schwingungen des Mediums entstehen Druckänderungen, die unmittelbare thermodynamische Zustandsänderungen zur Folge haben.
| Property | Value |
|---|---|
| dbo:abstract | La termo-acústica és la ciència que estudia els fenòmens termo-acústics, que es tradueixen en la conversió de calor en acústica o viceversa Dit amb altres paraules, la termo-acústica estudia la interacció entre les variacions de temperatura, densitat i pressió de les ones acústiques. Els motors de calor termo-acústics es poden activar fàcilment amb energia solar o calor residual i es poden controlar mitjançant un control proporcional. Poden utilitzar la calor disponible a temperatures baixes, cosa que els fa ideals per a la recuperació de calor i aplicacions de baixa potència. Els components inclosos en els motors termo-acústics solen ser molt simples en comparació amb els motors convencionals, fet que permet controlar i mantenir fàcilment els dispositius que en fan ús. Es poden observar efectes termo-acústics quan els tubs de vidre parcialment fos estan connectats a vasos de vidre. De vegades espontàniament es produeix un so fort i monòton. S'observa un efecte similar si un tub d'acer inoxidable es troba amb un costat a temperatura ambient (293 K) i amb l'altre costat en contacte amb heli líquid a 4,2 ºK. En aquest cas, s'observen oscil·lacions espontànies que s'anomenen "oscil·lacions de Taconis". (ca) Die Thermoakustik ist ein Spezialgebiet der Akustik und Thermodynamik, welches sich mit thermischen Vorgängen und damit in Verbindung stehenden akustischen Wellen beschäftigt. Die Thermoakustik beruht auf dem thermoakustischen Effekt, bei dem thermische Energie in Schwingungsenergie eines gasförmigen Mediums umgewandelt wird bzw. diese Schwingungsenergie in thermische Energie. Durch die Schwingungen des Mediums entstehen Druckänderungen, die unmittelbare thermodynamische Zustandsänderungen zur Folge haben. (de) Η θερμοακουστική (αγγλικά: thermoacoustics) μελετά τις αλληλεπιδράσεις μεταξύ μεταβολών θερμοκρασίας, πυκνότητας και πίεσης ενός διαμήκους ακουστικού κύματος. Οι αλληλεπιδράσεις αυτές οδηγούν στη μετατροπή ενός ακουστικού κύματος (μηχανική ενέργεια) σε θερμότητα (θερμική ενέργεια) και αντίστροφα. Θερμοακουστικά φαινόμενα παρατηρούνται όταν μερικώς λιωμένοι γυάλινοι σωλήνες συνδέονται με γυάλινα δοχεία, όπου κάτω από συγκεκριμένες συνθήκες παράγονται αυθόρμητα δυνατοί μονοτονικοί ήχοι. Παρόμοια φαινόμενα παρατηρούνται όταν ένας χαλύβδινος σωλήνας έχει το ένα του άκρο σε θερμοκρασία δωματίου (293 K) και το άλλο σε επαφή με υγρό ήλιο 4.2 K (ταλαντώσεις Taconis). Η μαθηματική θεμελίωση της θερμοακουστικής έχει διεξαχθεί από το Nikolaus Rott. Ακολούθησαν εργασίες από τους Wheatley και Swift. Μια θερμοακουστική μηχανή αποτελεί ένα θερμομηχανικό μετατροπέα που μπορεί είτε να παράγει μηχανική ενέργεια σε μορφή ακουστικού κύματος από την κατανάλωση ενός ορισμένου ποσού θερμότητας ή να καταναλώνει ακουστική ενέργεια για την άντληση θερμότητας από κάποιο ψυχρότερο προς κάποιο θερμότερο περιβάλλον. Τα εν λόγω συστήματα καλούνται θερμοακουστική μηχανή/κινητήρας και θερμοακουστικό ψυγείο, αντίστοιχα. Οι θερμοακουστικές συσκευές/μηχανές έχουν το πλεονέκτημα της μη ανάγκης ύπαρξης σημαντικών κινούμενων μερών (αυξημένη αξιοπιστία - χαμηλές απαιτήσεις συντήρησης). (el) L'effet thermoacoustique est la conversion de chaleur en énergie acoustique et vice versa. Une machine thermoacoustique est donc un convertisseur thermomécanique qui peut, soit produire une énergie mécanique de nature acoustique à partir de la consommation d'une certaine quantité de chaleur, soit consommer de l'énergie acoustique afin de pomper de la chaleur d'un milieu froid vers un milieu chaud. Les systèmes en question sont respectivement qualifiés de moteur thermoacoustique et de réfrigérateur thermoacoustique. Les machines thermoacoustiques sont constituées dans leurs versions les plus simples d'un résonateur acoustique à l'intérieur duquel est disposée soit une structure poreuse, soit un stack, munis d'échangeurs de chaleur à leurs extrémités. C'est la différence de température aux extrémités du stack, entretenue par les deux échangeurs de chaleur, qui donne naissance à l'onde acoustique dans le résonateur. On utilise le plus souvent une source/récepteur d'ondes sonores afin d'assurer une conversion électromécanique de la puissance acoustique entretenue par le résonateur. Moteurs et réfrigérateurs sont parfois directement associés, l'onde acoustique créée par le premier servant à faire fonctionner le second. Il existe par ailleurs une troisième utilisation de l'effet thermoacoustique, visant à la séparation de gaz initialement mélangés. (fr) Thermoacoustics is the interaction between temperature, density and pressure variations of acoustic waves. Thermoacoustic heat engines can readily be driven using solar energy or waste heat and they can be controlled using proportional control. They can use heat available at low temperatures which makes it ideal for heat recovery and low power applications. The components included in thermoacoustic engines are usually very simple compared to conventional engines. The device can easily be controlled and maintained. Thermoacoustic effects can be observed when partly molten glass tubes connected to glass vessels. Sometimes spontaneously a loud and monotone sound is produced. A similar effect is observed if one side of a stainless steel tube is at room temperature (293 K) and the other side is in contact with liquid helium at 4.2 K. In this case, spontaneous oscillations are observed which are named "Taconis oscillations". The mathematical foundation of thermoacoustics is by Nikolaus Rott. Later, the field was inspired by the work of John Wheatley and Swift and his co-workers. Technologically thermoacoustic devices have the advantage that they have no moving parts, which makes them attractive for applications where reliability is of key importance. (en) 熱音響効果（ねつおんきょうこうか）とは熱と音波の相互作用。 (ja) Termoakustyka – dziedzina fizyki zajmująca się badaniem wpływu fali akustycznej na przepływ ciepła oraz wpływu przepływu ciepła na proces generowania fal akustycznych. (pl) Термоакустика — раздел акустики, изучающий взаимодействие тепла и звука. Способы возбуждения звука при помощи тепла описаны в 1877 году Рэлем в книге «Теория звука». В 1950-х годах интерес к изучению термоакустических колебаний вызван необходимостью изучения неустойчивостей в камерах сгорания установок с большими перепадами температур. В 1970-х годах Н. Ротт открыл, что звуковое поле может создавать однонаправленный поток тепла. В настоящее время создаются как так и термоакустические холодильники, а также другие устройства, использующие термоакустические эффекты, например громкоговорители. (ru) Thermo-akoestiek is het onderdeel van de natuurkunde dat zich bezighoudt met de relatie tussen geluid en warmte. Een temperatuursverschil kan een geluidsgolf opwekken, maar ook het omgekeerde is mogelijk: een geluidsgolf kan ook een temperatuursverschil creëren. Dit natuurkundig verschijnsel werd pas sinds de jaren 1980 onderzocht op mogelijke toepassingen door wetenschap en industrie. Voor die tijd werd het vooral als een beschouwd zonder een concrete toepassing. Het werkingsprincipe van thermo-akoestische systemen is gebaseerd op de stirlingcyclus, in 1816 gepatenteerd door dominee Robert Stirling. In 1979 bedacht de Amerikaanse wetenschapper dat het faseverschil tussen druk en snelheid in de regenerator van een stirlingmotor hetzelfde is als in een . Daarbij is namelijk de druk en de snelheid van het gas in fase. Dit is in tegenstelling tot de staande golf (zoals in gedekte pijpen), waarbij het faseverschil 90 graden is. Het warmtetransport dat optreedt bij thermo-akoestiek is van belang voor de warmtetechniek (warmtepompen) en koeltechniek. Ceperley ondernam pogingen om met dit principe een motor te bouwen, gebaseerd op een . Dit slaagde niet, waarna het onderzoek (van onder andere ) zich richtte op zogenaamde staande golfmachines. Hoewel het rendement laag was leidde het wel tot een aantal functionele apparaten, zoals een thermoakoestische koelkast voor ruimtevaarttoepassingen of op marineschepen. Enkele voordelen van deze machines zijn: * eenvoudige constructie * geen bewegende onderdelen, dus geen smering nodig * milieuvriendelijkheid Nadeel is het lage rendement. (nl) |
| dbo:thumbnail | wiki-commons:Special:FilePath/DT_dX_plots_in_sound.jpg?width=300 |
| dbo:wikiPageExternalLink | http://alexandria.tue.nl/extra2/200112997.pdf https://web.archive.org/web/20130928064211/http:/www.scribd.com/doc/147785416/Experimental-Investigations-on-a-Standing-Wave-Thermoacoustic-Engine http://www.lanl.gov/thermoacoustics/ http://www.lanl.gov/thermoacoustics/DeltaEC.html |
| dbo:wikiPageID | 642896 (xsd:integer) |
| dbo:wikiPageInterLanguageLink | dbpedia-pt:Refrigeração_termoacústica dbpedia-th:อุณหสวนศาสตร์ |
| dbo:wikiPageLength | 22310 (xsd:nonNegativeInteger) |
| dbo:wikiPageRevisionID | 1112825591 (xsd:integer) |
| dbo:wikiPageWikiLink | dbr:Power_(physics) dbr:Engine dbr:Molar_volume dbr:Normal_mode dbr:Thermoelectric_cooling dbr:John_William_Strutt,_3rd_Baron_Rayleigh dbr:Characteristic_length dbr:Viscosity dbr:Proportional_control dbr:Gas dbr:Pyrophone dbr:Temperature_gradient dbr:Cryocooler dbr:Thermal_diffusivity dbr:Oscillation dbr:Standing_wave dbr:Fundamental_frequency dbr:Prandtl_number dbr:Speed_of_sound dbr:Turbulence dbr:Wave_equation dbr:Distortion dbr:Glassblowing dbr:Heat_capacity dbr:Liquid dbr:Rijke_tube dbr:Acoustic_wave dbr:Adiabatic_process dbr:Amplitude dbc:Acoustics dbc:Energy_conversion dbr:Angular_frequency dbr:John_Wheatley_(physicist) dbr:Thermal_conductivity dbr:Resonator dbr:Heat dbr:Heat_exchanger dbr:Heat_pump dbc:Heat_transfer dbr:Work_(thermodynamics) dbr:Photoacoustic_effect dbr:Pieter_Rijke dbr:Plane_waves dbr:Ideal_gas dbr:Operating_temperature dbr:Molar_mass dbr:Solid dbr:Stainless_steel dbr:Sine_wave dbr:Solar_energy dbr:Sound dbr:Waste_heat dbr:Wave dbr:Working_fluid dbr:Thermoacoustic_heat_engine dbr:Thermal_contact dbr:Singing_flame dbr:File:DT_dX_plots_in_sound.jpg dbr:File:Schematic_diagram_of_travelling_wave_system01.jpg dbr:File:Schematic_diagram_standing_wave_systems.jpg |
| dbp:wikiPageUsesTemplate | dbt:Reflist dbt:Short_description |
| dct:subject | dbc:Acoustics dbc:Energy_conversion dbc:Heat_transfer |
| gold:hypernym | dbr:Interaction |
| rdf:type | dbo:Convention |
| rdfs:comment | Die Thermoakustik ist ein Spezialgebiet der Akustik und Thermodynamik, welches sich mit thermischen Vorgängen und damit in Verbindung stehenden akustischen Wellen beschäftigt. Die Thermoakustik beruht auf dem thermoakustischen Effekt, bei dem thermische Energie in Schwingungsenergie eines gasförmigen Mediums umgewandelt wird bzw. diese Schwingungsenergie in thermische Energie. Durch die Schwingungen des Mediums entstehen Druckänderungen, die unmittelbare thermodynamische Zustandsänderungen zur Folge haben. (de) 熱音響効果（ねつおんきょうこうか）とは熱と音波の相互作用。 (ja) Termoakustyka – dziedzina fizyki zajmująca się badaniem wpływu fali akustycznej na przepływ ciepła oraz wpływu przepływu ciepła na proces generowania fal akustycznych. (pl) Термоакустика — раздел акустики, изучающий взаимодействие тепла и звука. Способы возбуждения звука при помощи тепла описаны в 1877 году Рэлем в книге «Теория звука». В 1950-х годах интерес к изучению термоакустических колебаний вызван необходимостью изучения неустойчивостей в камерах сгорания установок с большими перепадами температур. В 1970-х годах Н. Ротт открыл, что звуковое поле может создавать однонаправленный поток тепла. В настоящее время создаются как так и термоакустические холодильники, а также другие устройства, использующие термоакустические эффекты, например громкоговорители. (ru) La termo-acústica és la ciència que estudia els fenòmens termo-acústics, que es tradueixen en la conversió de calor en acústica o viceversa Dit amb altres paraules, la termo-acústica estudia la interacció entre les variacions de temperatura, densitat i pressió de les ones acústiques. Els motors de calor termo-acústics es poden activar fàcilment amb energia solar o calor residual i es poden controlar mitjançant un control proporcional. Poden utilitzar la calor disponible a temperatures baixes, cosa que els fa ideals per a la recuperació de calor i aplicacions de baixa potència. Els components inclosos en els motors termo-acústics solen ser molt simples en comparació amb els motors convencionals, fet que permet controlar i mantenir fàcilment els dispositius que en fan ús. (ca) Η θερμοακουστική (αγγλικά: thermoacoustics) μελετά τις αλληλεπιδράσεις μεταξύ μεταβολών θερμοκρασίας, πυκνότητας και πίεσης ενός διαμήκους ακουστικού κύματος. Οι αλληλεπιδράσεις αυτές οδηγούν στη μετατροπή ενός ακουστικού κύματος (μηχανική ενέργεια) σε θερμότητα (θερμική ενέργεια) και αντίστροφα. Οι θερμοακουστικές συσκευές/μηχανές έχουν το πλεονέκτημα της μη ανάγκης ύπαρξης σημαντικών κινούμενων μερών (αυξημένη αξιοπιστία - χαμηλές απαιτήσεις συντήρησης). (el) L'effet thermoacoustique est la conversion de chaleur en énergie acoustique et vice versa. Une machine thermoacoustique est donc un convertisseur thermomécanique qui peut, soit produire une énergie mécanique de nature acoustique à partir de la consommation d'une certaine quantité de chaleur, soit consommer de l'énergie acoustique afin de pomper de la chaleur d'un milieu froid vers un milieu chaud. Les systèmes en question sont respectivement qualifiés de moteur thermoacoustique et de réfrigérateur thermoacoustique. (fr) Thermoacoustics is the interaction between temperature, density and pressure variations of acoustic waves. Thermoacoustic heat engines can readily be driven using solar energy or waste heat and they can be controlled using proportional control. They can use heat available at low temperatures which makes it ideal for heat recovery and low power applications. The components included in thermoacoustic engines are usually very simple compared to conventional engines. The device can easily be controlled and maintained. (en) Thermo-akoestiek is het onderdeel van de natuurkunde dat zich bezighoudt met de relatie tussen geluid en warmte. Een temperatuursverschil kan een geluidsgolf opwekken, maar ook het omgekeerde is mogelijk: een geluidsgolf kan ook een temperatuursverschil creëren. Enkele voordelen van deze machines zijn: * eenvoudige constructie * geen bewegende onderdelen, dus geen smering nodig * milieuvriendelijkheid Nadeel is het lage rendement. (nl) |
| rdfs:label | Termoacústica (ca) Thermoakustik (de) Θερμοακουστική (el) Thermoacoustique (fr) 熱音響効果 (ja) Thermo-akoestiek (nl) Termoakustyka (pl) Thermoacoustics (en) Термоакустика (ru) |
| owl:sameAs | freebase:Thermoacoustics yago-res:Thermoacoustics wikidata:Thermoacoustics dbpedia-ca:Thermoacoustics dbpedia-de:Thermoacoustics dbpedia-el:Thermoacoustics dbpedia-fr:Thermoacoustics dbpedia-hr:Thermoacoustics dbpedia-ja:Thermoacoustics dbpedia-nl:Thermoacoustics dbpedia-pl:Thermoacoustics dbpedia-ru:Thermoacoustics http://ta.dbpedia.org/resource/வெப்ப_ஒலியியல் https://global.dbpedia.org/id/53wnj |
| prov:wasDerivedFrom | wikipedia-en:Thermoacoustics?oldid=1112825591&ns=0 |
| foaf:depiction | wiki-commons:Special:FilePath/DT_dX_plots_in_sound.jpg wiki-commons:Special:FilePath/Schematic_diagram_of_travelling_wave_system01.jpg wiki-commons:Special:FilePath/Schematic_diagram_standing_wave_systems.jpg |
| foaf:isPrimaryTopicOf | wikipedia-en:Thermoacoustics |
| is dbo:academicDiscipline of | dbr:Andrew_McIntosh_(physicist) |
| is dbo:wikiPageRedirects of | dbr:Taconis_oscillation dbr:Thermal_penetration_depth dbr:Thermoacoustic_oscillation dbr:Thermoacoustic_oscillations |
| is dbo:wikiPageWikiLink of | dbr:Pulse_tube_refrigerator dbr:Refrigeration dbr:Thermoelectric_cooling dbr:Andrew_McIntosh_(physicist) dbr:John_William_Strutt,_3rd_Baron_Rayleigh dbr:Peter_Westervelt dbr:Index_of_physics_articles_(T) dbr:Potential_applications_of_carbon_nanotubes dbr:Neutrino_detector dbr:Pyrophone dbr:Combustion_instability dbr:Wassim_Michael_Haddad dbr:Rijke_tube dbr:Acoustic_wave dbr:Acoustics dbr:Physics_of_whistles dbr:Sound_pressure dbr:Physical_acoustics dbr:Thermoacoustic_heat_engine dbr:Taconis_oscillation dbr:Thermal_penetration_depth dbr:Thermoacoustic_oscillation dbr:Thermoacoustic_oscillations |
| is dbp:fields of | dbr:Andrew_McIntosh_(physicist) |
| is foaf:primaryTopic of | wikipedia-en:Thermoacoustics |
