เครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่ใช้เครื่องยนต์เทอร์โมอะคูสติกไม่ใช่ตำนาน!

แหล่งพลังงานทางเลือกเป็นกระแสที่ทันสมัยที่สุดในทางวิทยาศาสตร์ในปัจจุบัน เทคโนโลยีขั้นสูงกำลังแข่งขันกันเพื่อให้ได้ไฟฟ้าราคาถูกจากพลังงานของอากาศ แสงอาทิตย์ และน้ำ และแน่นอนว่าทุกคนกำลังต่อสู้เพื่อประสิทธิภาพสูงสุด ท้ายที่สุดแล้ว หากต้นทุนการผลิตเกินปริมาณพลังงานที่ได้รับ มันจะมีประโยชน์อะไร ยกเว้นการทำการทดลองทางกายภาพเพื่อความสนุกสนาน
เทอร์โมอะคูสติกจะยังคงเป็นวิทยาศาสตร์ทางทฤษฎีสำหรับห้องปฏิบัติการและห้องฟิสิกส์ หากไม่ใช่สำหรับการประดิษฐ์ครั้งก่อนในสาขาฟิสิกส์อื่น นั่นก็คือ อุณหพลศาสตร์ ได้รับการฟื้นฟูยุคใหม่ด้วยการประดิษฐ์เครื่องยนต์ความร้อนสเตอร์ลิง สิ่งนี้เกิดขึ้นในศตวรรษที่ 19 และนำไปสู่การปฏิวัติด้านเทคนิคแทบจะในทันที พลังงานความร้อนเริ่มมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในเครื่องยนต์ทุกประเภท แต่สิ่งประดิษฐ์ที่เรากำลังตรวจสอบในวันนี้เกี่ยวข้องโดยเฉพาะกับเทอร์โมอะคูสติก - ศาสตร์แห่งปฏิสัมพันธ์ของเสียงและความร้อน คุณอาจถามว่าเครื่องยนต์และเครื่องกำเนิดไฟฟ้าเกี่ยวอะไรกับมัน? มาเรียงลำดับกัน

หลักการทำงานของมอเตอร์เทอร์โมอะคูสติก

อุปกรณ์ชั่วคราวนี้ประกอบขึ้นจากเศษวัสดุหรือแม้แต่ซากของมัน อย่างไรก็ตาม สิ่งนี้ไม่ได้ขัดขวางไม่ให้ถูกเรียกว่าเครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่ใช้เครื่องยนต์ซึ่งผลิตกระแสไฟฟ้าจากความร้อน ปรากฏการณ์นี้มีพื้นฐานอยู่บนหลักการของการสร้างคลื่นเสียงที่ส่งผ่านตัวสะท้อนเสียงที่มีเมมเบรน 2 ตัวที่สร้างเสียงสะท้อน ด้านบนมีแม่เหล็กที่สั่นสะเทือนจากคลื่นเหล่านี้ด้วยความถี่ที่แน่นอน ส่งผลให้เกิดสนามแม่เหล็กที่ตัวเหนี่ยวนำจับไว้ ก็สามารถผลิตกระแสไฟฟ้าที่ส่งไปยังผู้บริโภคได้
พื้นฐานของการประดิษฐ์นี้คือโมดูลด้านบน - ตัวแปลงเทอร์โมอะคูสติกหรือเครื่องยนต์ โดยพื้นฐานแล้วจะเป็นหลอดแก้วซึ่งแบ่งออกเป็น 3 โซน ได้แก่

• โซนทำความร้อน - อากาศหรือก๊าซถูกทำให้ร้อนในนั้น
  
• โซนรีเจนเนอเรเตอร์ - สารที่สัมผัสกับอากาศเย็นและร้อนสลับกัน
  
• Cooling Zone – ซึ่งอุณหภูมิอากาศลดลง

วัสดุและเครื่องมือ

ในการสร้างเครื่องกำเนิดไฟฟ้าเราจะต้องมีส่วนผสมดังต่อไปนี้:

• หลอดแก้วทนความร้อน
  
• ท่อโลหะชิ้นหนึ่ง
  
• มุมประปา PVC หลายมุม
  
• หลอดกระดาษแข็งหนึ่งชิ้น
  
• ลูกบอลยางหรือถุงมือสำหรับเมมเบรน
  
• เทปฉนวน
  
• ม้วนขนเหล็กหรือฟองน้ำล้างจาน
  
• แม่เหล็กนีโอไดเมียม;
  
• ตัวเหนี่ยวนำ;
  
• ผ้าผืนเล็กสำหรับล้างจาน
  
• บุไม้สำหรับซ็อกเก็ตหรือสวิตช์ภายนอก
  
• น้ำยาซีล, กาว

ในบรรดาเครื่องมือต่างๆ เราสามารถแนะนำให้มีของที่นักซ่อมตัวจริงควรมีติดตัวไว้เสมอ เช่น มีด คีม คีมตัดลวด ไขควง ปืนกาว และปืนซิลิโคน

การประกอบเครื่องกำเนิดเทอร์โมอะคูสติก

การออกแบบเครื่องยนต์ประกอบขึ้นโดยใช้ท่อทองแดงเฟรมและท่อแก้วหนึ่งท่อ สิ่งที่รวมเข้าด้วยกันคือตัวสะท้อนซึ่งเป็นส่วนสำคัญและผิดปกติของเครื่องยนต์นี้ นี่คือจุดที่คลื่นเสียงที่สร้างขึ้นโดยเครื่องกำเนิดใหม่เคลื่อนที่
นี่คือหลอดกระดาษแข็งธรรมดาซึ่งตรงกลางมีเมมเบรนที่ป้องกันไม่ให้อากาศไหลเวียน หากเราแยกองค์ประกอบนี้ออกไป ก็จะไม่มีการสั่นสะเทือนในเมมเบรนส่วนบนซึ่งอยู่ที่คอของเครื่องสะท้อนเสียง
ผู้เขียนวิดีโอเลือกที่จะตัดท่อครึ่งหนึ่งและยืดถุงมือแพทย์ยางหนึ่งชิ้นไว้เหนือส่วนใดส่วนหนึ่งเพื่อเป็นเมมเบรนส่วนล่าง เขาพันตะเข็บของชิ้นส่วนตัวสะท้อนเสียงที่เชื่อมต่อด้วยเทปไฟฟ้า
เขาขยายคอของเครื่องเรโซเนเตอร์โดยเฉพาะเพื่อเพิ่มผลกระทบของการสั่นสะเทือนของเสียงจากรีเจนเนอเรเตอร์บนเมมเบรนด้านบน เขาสร้างมันขึ้นมาจากยางที่มีความหนาแน่นมากกว่าลูกโป่ง ที่ด้านล่างของท่อมีแผ่นรองไม้สำหรับสวิตช์หรือเต้ารับภายนอกเพื่อความมั่นคงในการติดตั้ง

มอเตอร์หลอดแก้วเป็นหลอดทดลองที่มีฝอยขัดหม้อหรือเศษเหล็กวางอยู่ตรงกลาง หลังจากโซนการฟื้นฟูควรเกิดการระบายความร้อนด้วยอากาศโดยใช้ผ้าชุบน้ำแล้วพันรอบฐานของหลอดทดลอง เนื่องจากการเคลื่อนที่ของอากาศผ่านสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิตรงกันข้ามสองแห่ง ทำให้เกิดคลื่นเสียงที่รุนแรงขึ้น



ส่วนสุดท้ายของมอเตอร์คือแม่เหล็กนีโอไดเมียมขนาดเล็กแต่ทรงพลัง จากนั้นจะสร้างการสั่นสะเทือนเล็กๆ น้อยๆ แต่บ่อยครั้งมากที่ส่งมาจากเมมเบรนภายใต้อิทธิพลของเสียง


ในการเปลี่ยนมอเตอร์เทอร์โมอะคูสติกให้เป็นเครื่องกำเนิดไฟฟ้า เราจำเป็นต้องมีตัวเหนี่ยวนำหรือโซลินอยด์แบบธรรมดาคุณสามารถสร้างองค์ประกอบนี้ได้ด้วยตัวเองโดยการพันลวดทองแดงเข้ากับรอก เช่น จากอุปกรณ์ตกปลา เงื่อนไขหลักคือเส้นผ่านศูนย์กลางภายในต้องมีขนาดใหญ่กว่าเส้นผ่านศูนย์กลางของแม่เหล็ก

ในฐานะที่เป็นเครื่องส่งสัญญาณพลังงานความร้อนสำหรับการติดตั้งขนาดเล็ก คุณสามารถใช้เทียนธรรมดาหรือแอลกอฮอล์แห้งสักชิ้นและในขณะเดียวกันก็เปรียบเทียบพลังงานที่ได้รับจากแหล่งความร้อนต่างๆ


ในการทดลอง ผู้เขียนได้สาธิตผลของการนำตัวเหนี่ยวนำเข้าใกล้แม่เหล็กมากขึ้นแล้วเคลื่อนตัวออกไป เนื่องจากไม่มีความจุในวงจรไฟฟ้านี้จึงเห็นความแตกต่างได้ทันที


ด้วยการยึดขดลวดในเขตสนามแม่เหล็ก คุณสามารถรับกระแสไฟฟ้าจากเครื่องกำเนิดไฟฟ้าดังกล่าวไปเป็นพลังงานได้ เช่น แผงไฟ LED หรือหลอดไฟ

บทสรุป

แน่นอนว่าการประดิษฐ์ดังกล่าวในปัจจุบันไม่สามารถถือว่าเสร็จสมบูรณ์และสมบูรณ์ได้ ต้องมีการปรับปรุงเนื่องจากผู้เขียนเองก็ยอมรับว่าการสั่นสะเทือนจากคลื่นเสียงนั้นค่อนข้างสังเกตได้ชัดเจน ตัวเรือนเครื่องยนต์มีน้ำหนักเบาและไม่มีสารกันโคลง และการออกแบบเองก็บอบบาง อย่างไรก็ตาม ความจริงในการผลิตไฟฟ้าจากความร้อนก็ไม่สามารถละเลยได้ บางทีการปรับปรุงสถานที่ปฏิบัติงานนอกชายฝั่งให้ทันสมัยของคุณอาจนำไปสู่ความก้าวหน้าครั้งยิ่งใหญ่ในด้านพลังงานทดแทน และในที่สุดโลกก็จะได้รับแหล่งพลังงานสะอาดราคาถูกโดยไม่เป็นอันตรายต่อโลกของเรา

ชมวิดีโอการสร้างและการทดสอบเครื่องยนต์เทอร์โมอะคูสติก