थर्मोकैस्टिक बेसिक्स

अंजीर। 1. थर्मल-ध्वनिक रेफ्रिजरेटर THEAC-25 एक यात्रा की लहर (बाएं) और थर्मो-ध्वनिक रेफ्रिजरेटर के साथ एक खड़ी लहर ट्राइटन C-10c (दाएं) के साथ

पिछले भाग: "1 लेख" , "2 लेख" ।


1) थर्मोकैस्टिक इंजन, रेफ्रिजरेटर और हीट पंप

1.1) इंजन
थर्मोकैकोस्टिक इंजन में, थर्मल ऊर्जा को ध्वनिक ऊर्जा में परिवर्तित किया जाता है। इस तरह की प्रक्रिया को प्रत्यक्ष थर्मोकैस्टिक प्रभाव कहा जाता है।



अंजीर। 2. इंजन हीट एक्सचेंजर में ध्वनिक तरंग शक्ति प्रवर्धन

हीट एक्सचेंजर के इनपुट पर, छोटी शक्ति विन की एक लहर आती है और प्रवर्धित होती है, इंजन हीट एक्सचेंजर से वाउट के मूल्य तक गुजरती है। तरंग को बढ़ाने के लिए, थर्मल ऊर्जा का व्यय करना आवश्यक है। तापीय ऊर्जा पिन को ताप तापमान Tnag पर आपूर्ति की जाती है। सभी ऊष्मीय ऊर्जा को ध्वनिक ऊर्जा में नहीं बदला जा सकता है, क्योंकि किसी भी ऊष्मा इंजन की अधिकतम रूपांतरण दक्षता कार्नोट चक्र की दक्षता से सीमित है। इसलिए, थर्मल पावर पाउट के हिस्से को पर्यावरण में डंप करना आवश्यक है। जिस तापमान पर गर्मी को हटाया जाता है, वह बराबर है - टू। कृपया ध्यान दें कि इंजन में ताप एक्सचेंजर में तापमान की दिशा में वृद्धि और ध्वनिक शक्ति बढ़ने की दिशा समान होती है।

१.२) फ्रिज

रेफ्रिजरेटर में, रिवर्स थर्मोकैस्टिक प्रभाव का एहसास होता है। यही है, इंजन के साथ तुलना में विपरीत हो रहा है। एक शक्तिशाली ध्वनिक लहर विन रेफ्रिजरेटर के हीट एक्सचेंजर तंत्र के इनपुट पर आती है, जो हीट एक्सचेंजर में वाउट के मूल्य को दर्शाता है। तरंग शक्ति का नुकसान हीट एक्सचेंजर्स के बीच एक तापमान अंतर पैदा करना है।



अंजीर। 3. लहर क्षीणन के दौरान एक तापमान अंतर बनाना

हीट एक्सचेंजर में से एक गर्म होने लगता है, और दूसरा ठंडा होने लगता है। अर्थात्, एक ध्वनिक तरंग एक हीट एक्सचेंजर से गर्मी को दूर ले जाती है और इसे दूसरे में स्थानांतरित करती है। इस मामले में, थर्मल पावर पॉउट को पर्यावरण में हीटिंग हीट एक्सचेंजर से डिस्चार्ज करना आवश्यक है, और थर्मल पावर पिन, जो रेफ्रिजरेटर की उपयोगी थर्मल पावर है, ठंड हीट एक्सचेंजर में प्रवेश करती है। फ्रिज एक वस्तु को ठंडा करता है ताकि वह टोहल तक पहुंच सके।

१.३) हीट पंप

एक हीट पंप अनिवार्य रूप से एक रेफ्रिजरेटर के समान होता है, एकमात्र अंतर यह है कि रेफ्रिजरेटर में गर्मी को पर्यावरण से ली गई थर्मल पावर माना जाता है, और हीट पंप में पर्यावरण को ऊर्जा दी जाती है (विभिन्न आवश्यकताओं के लिए)।



अंजीर। 4. लहर क्षीणन के दौरान तापमान में अंतर का निर्माण, केवल ताप शक्ति, शीतलन नहीं, उपयोगी शक्ति मानी जाती है

कृपया ध्यान दें कि रेफ्रिजरेटर और हीट पंप दोनों में, हीट एक्सचेंजर में जिस दिशा में तापमान घटता है, उस दिशा के विपरीत है जिसमें ध्वनिक तरंग शक्ति कम हो जाती है, जो इंगित करता है कि व्युत्क्रम थर्मो-ध्वनिक प्रभाव का एहसास होता है। इनपुट में प्रवेश करने वाली ध्वनिक लहर को इंजन का उपयोग करके, या रैखिक इलेक्ट्रिक मोटर से जुड़े शक्तिशाली स्पीकर या पिस्टन का उपयोग करके बनाया जा सकता है।

2) एक खड़े लहर के साथ डिवाइस और एक यात्रा लहर के साथ डिवाइस

गुंजयमान यंत्र में तरंग के प्रकार के अनुसार, थर्मोकैस्टिक उपकरणों को दो प्रकारों में विभाजित किया जाता है: एक यात्रा तरंग वाले उपकरण और एक खड़े तरंग वाले डिवाइस।
आइए देखें कि एक यात्रा और एक खड़े ध्वनिक लहर के बीच क्या अंतर हैं।

२.१) चलत तरंग



GIF 1. दबाव, गैस वेग और एक यात्रा लहर में इसके विस्थापन की छवि का ग्राफ

एक यात्रा तरंग जीआईएफ 1 पर दाईं ओर गुंजयमान यंत्र पर चलती है। एक यात्रा लहर में, दबाव और गैस वेग में उतार-चढ़ाव चरण में हैं। इस मामले में, ऊर्जा लहर गति की दिशा में स्थानांतरित की जाती है। जीआईएफ 1 में गुलाबी अंडाकार गुंजयमान यंत्र के अंदर विभिन्न बिंदुओं पर प्राथमिक गैस भागों के समन्वय पर दबाव की निर्भरता के चित्रण करते हैं। लहर द्वारा दाईं ओर ले जाने वाली ध्वनिक शक्ति संख्यात्मक रूप से गुलाबी अंडाकार के क्षेत्र के बराबर होती है, अर्थात पीएक्स आरेख का क्षेत्र। जैसा कि आप देख सकते हैं, विभिन्न बिंदुओं पर अंडाकार समान होते हैं, जो इंगित करता है कि तरंग शक्ति गुंजयमान यंत्र के साथ आगे बढ़ने पर नहीं बदलती है। यही है, गुंजयमान यंत्र के साथ आगे बढ़ने पर तरंग के क्षीणन को यहां ध्यान नहीं दिया जाता है।

एक यात्रा तरंग एक गुंजयमान यंत्र में फैल सकती है, जो एक लूप ट्यूब है। इस मामले में, इस तरह के एक गुंजयमान यंत्र के गुंजयमान आवृत्ति के अनुरूप तरंगदैर्ध्य पाइप की लंबाई के बराबर होगा।



GIFCA। 2. एक यात्रा लहर डिवाइस

२.२) स्थायी लहर

एक खड़े तरंग दो विपरीत दिशाओं में फैलने वाली दो तरंगों का योग है। इस तरह की लहर प्रतिबिंब के दौरान, किसी भी वस्तु से हो सकती है और ध्वनि स्रोत पर लौट सकती है।



जीआईएफ 3. दबाव, गैस वेग का ग्राफ और एक खड़े तरंग में इसके विस्थापन की छवि

जीआईएफ 3 एक आधा-तरंग प्रतिध्वनि में एक स्थिर तरंग को दर्शाता है, अर्थात एक प्रतिध्वनि में, जिसकी लंबाई आधा तरंग दैर्ध्य के बराबर होती है। यह कल्पना की जा सकती है कि जीआईएफ 3 पर नीचे वाला रेज़ोनेटर एक पाइप है जिसे दोनों तरफ प्लग के साथ लगाया गया है। इस मामले में, कोई, उदाहरण के लिए, पाइप को हिलाता है, और अंदर गैस पाइप के दोनों सिरों के बीच लटका रहता है। चूंकि पाइप के छोर प्लग किए जाते हैं, प्लग की सतह पर गैस का वेग केवल शून्य हो सकता है (जैसा कि वेग ग्राफ पर देखा जा सकता है)। यही है, पाइप के छोर पर गति नोड्स दिखाई देते हैं। इसी समय, यह स्पष्ट है कि आयाम में सबसे बड़ा दबाव में उतार-चढ़ाव (एंटी-नोड्स या दबाव एंटीनोड्स) प्लग पर मनाया जाएगा, और दबाव इकाई (वह बिंदु जहां कोई कंपन नहीं है) पाइप के बीच में होगा।

एक खड़े तरंग में, दबाव में उतार-चढ़ाव और वेग के उतार-चढ़ाव के बीच का अंतर 90 डिग्री है। इस मामले में, गुंजयमान यंत्र के सभी बिंदुओं पर पीएक्स आरेख रेखाएं हैं, अर्थात्, ऐसे आंकड़े जिनके पास कोई क्षेत्र नहीं है। तदनुसार, एक स्थायी तरंग में ऊर्जा हस्तांतरण या तो दाईं ओर या बाईं ओर नहीं होता है। लेकिन लहर में स्वाभाविक रूप से ऊर्जा होती है।

अर्ध-तरंग गुंजयमान यंत्र में एक खड़े तरंग को इसके सिरों पर एक स्पीकर या पिस्टन लगाकर बनाया जा सकता है, जिससे गुंजयमान यंत्र के गुंजयमान आवृत्ति पर दोलनों का निर्माण होता है। और गुंजयमान यंत्र में एक अतिरिक्त हीट एक्सचेंजर रखकर, आप एक थर्मोकैस्टिक रेफ्रिजरेटर बना सकते हैं।



जीआईएफ 4. एक आधा लहर गुंजयमान यंत्र में एक खड़ी लहर। गुंजयमान यंत्र के बाईं ओर तथाकथित स्टैक है - एक ट्रैवलिंग वेव इंजन में रीजनरेटर का एक एनालॉग

गुंजयमान यंत्र में और हीट एक्सचेंजर में ध्वनिक ऊर्जा के बिखरने के कारण, परिणामस्वरूप तरंग पूरी तरह से खड़ी नहीं होगी। पिस्टन से लगातार ऊर्जा की आवश्यकता होगी। जीआईएफ 4 पर, यह देखा जा सकता है कि, चूंकि पिस्टन ऑसिलेट करता है, पिस्टन में गैस इसके साथ दोलन करती है। पिस्टन से गुंजयमान यंत्र के लिए ध्वनिक ऊर्जा का स्थानांतरण होता है, जो प्रतिध्वनि में ऊर्जा के नुकसान की भरपाई करता है। इस प्रकार, भले ही परिणामी लहर एक खड़े लहर के बहुत करीब हो, लेकिन अधिक सूक्ष्मता से जांच करने पर एक खड़ी और यात्रा की लहर का योग होता है।

वास्तविक थर्मोकैस्टिक उपकरणों में, कभी भी शुद्ध रूप से यात्रा या विशुद्ध रूप से खड़ी लहर नहीं होती है। एक लहर हमेशा कुछ मध्यवर्ती होती है, लेकिन अगर डिवाइस में तरंग एक खड़े लहर के समान होती है, तो डिवाइस को एक खड़े तरंग के साथ एक डिवाइस कहा जाता है, और अगर लहर एक यात्रा लहर के समान है, तो इसे एक यात्रा लहर के साथ एक डिवाइस कहा जाता है।

3) मुख्य आयाम

3.1) केस की लंबाई
आवास की लंबाई - रेज़ोनेटर थर्मोकैस्टिक डिवाइस को तरंग दैर्ध्य द्वारा निर्धारित किया जाता है। इसके विपरीत कहना बेहतर है, कि गुंजयमान यंत्र की लंबाई प्रतिध्वनि में तरंगदैर्ध्य निर्धारित करती है।

एक खड़े तरंग वाले उपकरणों में, शरीर की लंबाई आमतौर पर आधा तरंग दैर्ध्य के बराबर होती है। उदाहरण के लिए, एक विशिष्ट प्रकार के डिवाइस के लिए 300 हर्ट्ज की एक विशिष्ट आवृत्ति के लिए, हवा में काम करते समय मामले की लंबाई लगभग 0.56 मीटर होगी, और जब हीलियम 1.65 मीटर के साथ काम करना होगा।



अंजीर। 5. एक खड़े तरंग के साथ डिवाइस के मुख्य आयाम

यात्रा तरंग उपकरणों में, तरंगदैर्घ्य लगभग शरीर की लंबाई के बराबर होता है। ऐसे उपकरणों में विशिष्ट दोलन आवृत्ति 100 हर्ट्ज है, जबकि हवा में काम करते समय मामले की लंबाई 3.4 मीटर होगी, और हीलियम पर काम करते समय - 10 मीटर।



अंजीर। 6. यात्रा तरंग उपकरण के मुख्य आयाम

3.2) केस डायमीटर
डिवाइस की आवश्यक शक्ति के आधार पर आवास का व्यास निर्धारित किया जाता है। आवास के क्रॉस-सेक्शनल क्षेत्र के अनुपात में डिवाइस के बढ़ते व्यास के साथ पावर बढ़ता है, चूंकि क्रॉस-सेक्शनल क्षेत्र के अनुपात में, हीट एक्सचेंजर की शक्ति बढ़ती है।

गुंजयमान यंत्र एक पारंपरिक पाइप है, अधिमानतः चिकनी दीवारों के साथ।



जीआईएफ 5. गुहा की दीवार के साथ एक दोलन गैस की सहभागिता

यदि हम एक पर्याप्त बड़े व्यास (लगभग एक सेंटीमीटर या अधिक से) के गुंजयमान यंत्र में एक ध्वनिक लहर के प्रसार पर विचार करते हैं, तो यह पता चलता है कि तरंग में गैस अपने पूरे वॉल्यूम द्वारा नहीं, बल्कि केवल गुंजयमान दीवार के पास स्थित एक छोटी सी सीमा परत में गुंजयमान दीवार के साथ बातचीत करती है। गिफ्का 5 पर, यह दिखाया गया है कि गैस के दोलन के दौरान गुहा की दीवार के पास घर्षण के कारण गैस के वेग का असामान्य विरूपण होता है। दीवार की सतह पर, गैस का वेग शून्य है, जिसे आमतौर पर अधिकांश हाइड्रोडायनामिक समस्याओं में एक सीमा स्थिति के रूप में स्वीकार किया जाता है।

चिपचिपापन गहराई
ग्राफ पर ऊर्ध्वाधर अक्ष तथाकथित चिपचिपा प्रवेश मूल्यों में चिह्नित है graphν।

चिपचिपा पैठ की गहराई शरीर की दीवार के साथ सक्रिय रूप से परत के आकार का अनुमान है। उदाहरण के लिए, 70 हर्ट्ज की आवृत्ति पर सामान्य परिस्थितियों के साथ हवा में प्रचारित एक ध्वनिक लहर के लिए, चिपचिपा प्रवेश की गहराई 0.27 मिमी है। जीआईएफ 5 पर, यह देखा जा सकता है कि दीवार और गैस की बातचीत अस्पष्ट पैठ की गहराई से अधिक मूल्यों पर देखी जाती है, लेकिन, फिर भी, दीवार के साथ लहर की पर्याप्त रूप से सक्रिय बातचीत के क्षेत्र का मूल्य केवल 1 मिमी है। गुंजयमान यंत्र के केंद्र में, साधारण ध्वनिक स्पंदन देखे जाते हैं, ठीक उसी तरह जैसे कि अनुनादक बिल्कुल नहीं थे। तदनुसार, दीवारों के खिलाफ घर्षण के कारण ध्वनिक ऊर्जा का प्रकीर्णन दीवार के पास एक संकीर्ण सीमा परत में ही होता है।

थर्मल पैठ गहराई
ध्वनिक लहर में, गैस संपीड़ित होता है और फैलता है, जबकि गैस का तापमान एडियैबेटिक हीटिंग और शीतलन के कारण अस्थिर होता है। यह मुक्त स्थान में एक लहर के प्रसार में होता है। जब लहर गुहा में चलती है, तो लहर गुहा की दीवार के साथ संपर्क करती है, और दीवार का तापमान ध्वनिक लहर में गैस के तापमान में उतार-चढ़ाव को प्रभावित करना शुरू कर देता है।

उसी तरह जैसे दीवार के साथ चिपचिपी बातचीत के लिए, थर्मल इंटरैक्शन के लिए एक मात्रा भी होती है जो गैस परत के आकार को सक्रिय रूप से दीवार के साथ थर्मल रूप से इंटरैक्ट करती है। इस मात्रा को कहा जाता है - थर्मल पैठ गहराई thermal। दीवार के पास गैस के तापमान में उतार-चढ़ाव उसी तरह से विकृत हो जाता है जैसे पिछले उदाहरण में गैस का वेग। तो अगर आप कहते हैं कि अब GIF पर 5 उतार-चढ़ाव गैस के वेग में नहीं बल्कि तापमान में होते हैं और अब ऊर्ध्वाधर अक्ष को चिपचिपा प्रवेश की गहराई में नहीं बल्कि थर्मल गहराई में चिह्नित किया जाता है, तो GIF 5 तापमान में उतार-चढ़ाव के लिए सही होगा। संख्यात्मक रूप से, थर्मल पैठ की गहराई हमेशा चिपचिपा की गहराई से अधिक होती है। उदाहरण के लिए, सामान्य परिस्थितियों में एक ही हवा के लिए और 70 हर्ट्ज की दोलन आवृत्ति पर, थर्मल प्रवेश गहराई लगभग 0.32 मिमी होगी, जो पिछले उदाहरण में चिपचिपापन गहराई से केवल 1.185 गुना अधिक है।

इस सब से क्या निष्कर्ष निकाला जा सकता है?

ठीक है, सबसे पहले, गुंजयमान यंत्र के एक बड़े व्यास के साथ, तरंग अनुनाद के साथ लगभग चिपचिपा या थर्मल रूप से बातचीत नहीं करती है। अनुनादक केवल तरंग की दिशा और तरंग के प्रकार को निर्धारित करता है। यह निम्नानुसार है कि गैस से ऊष्मा ऊर्जा को स्थानांतरित करने और दूर करने के लिए, हीट एक्सचेंजर में चैनलों (छिद्रों, उद्घाटन, स्लॉट) का आकार थर्मल पैठ के क्षेत्र में कहीं होना चाहिए, लेकिन किसी भी मामले में इस मूल्य से बहुत बड़ा नहीं है।

फिर, चूंकि चिपचिपा और तापीय पैठ की गहराई किसी भी गैसों के लिए लगभग बराबर होती है और किसी भी आवृत्तियों के लिए, थर्मोकोस्टिक उपकरणों को हीट एक्सचेंजर की सतह पर गैस के घर्षण से जुड़े नुकसान होने के लिए बर्बाद किया जाता है।

3.3) एक हीट एक्सचेंजर में चैनल आयाम
यात्रा तरंग उपकरणों के लिए, अधिकतम दक्षता प्राप्त करने के लिए, गैस और हीट एक्सचेंजर की सतह के बीच अच्छा तापीय संपर्क सुनिश्चित करने के लिए हीट एक्सचेंजर में छिद्रों का हाइड्रोलिक त्रिज्या थर्मल प्रवेश गहराई Rh <ink से कम होना चाहिए। यह स्थिति ऊष्माक्षेपी के समीकरणों से होती है। पुनर्योजी के लिए, यह स्थिति विशेष रूप से महत्वपूर्ण है। आमतौर पर पुनर्योजी के छिद्रों के हाइड्रोलिक त्रिज्या का इष्टतम मूल्य, कहीं-कहीं थर्मल पैठ की गहराई से 3.5 से 6 गुना कम होता है। हीट एक्सचेंजर्स में छिद्रों का आकार पुनर्योजी में छिद्रों के आकार की तुलना में उपकरण को बहुत कम प्रभावित करता है, इसलिए, आमतौर पर गर्मी एक्सचेंजर्स में छिद्रों (चैनलों) के आकार को बढ़ाने के लिए पसंद किया जाता है, पुनर्जनन में छिद्रों के सापेक्ष, निर्माण में आसानी के लिए।

दूसरी ओर थर्मोकैस्टिक समीकरण हमें बताते हैं कि एक खड़े तरंग वाले उपकरणों में, स्टैक के छिद्रों के हाइड्रोलिक त्रिज्या का मान (एक यात्रा तरंग वाले उपकरणों में पुनर्योजी का एनालॉग) गैस में थर्मल पैठ की गहराई के लगभग बराबर होना चाहिए। यही है, एक खड़े तरंग के साथ एक उपकरण में, स्टैक में ताकना का आकार कहीं-कहीं 3.5-6 गुना अधिक होना चाहिए, जिसमें एक यात्रा तरंग, क्रेटरिस पेरिबस के साथ एक उपकरण होता है। खड़ी तरंग वाले उपकरणों के हीट एक्सचेंजर्स में छिद्रों का आकार डिवाइस की दक्षता को प्रभावित नहीं करता है, जितना कि स्टैक में छिद्रों के आकार के साथ-साथ एक यात्रा तरंग वाले उपकरणों में भी होता है।

३.४) हीट एक्सचेंजर्स और रीजेनरेटर की लंबाई
एक ध्वनिक लहर में, गैस का प्रत्येक प्राथमिक भाग आयाम X1 के साथ इसकी संतुलन स्थिति के सापेक्ष हार्मोनिक दोलन करता है (चित्र 5 और अंजीर देखें। 6)। पुनर्योजी या स्टैक की इष्टतम लंबाई का मूल्य आमतौर पर गैस विस्थापन 2 से अधिक होता है। X1 | (संतुलन संतुलन से गैस के प्राथमिक हिस्से के विचलन के दोगुने आयाम से अधिक)। यदि ऑफसेट के लिए विशिष्ट मान 1 सेमी है, तो ऑपरेटिंग तापमान के आधार पर, पुनर्योजी या स्टैक की लंबाई 1 सेमी से 5 सेमी हो सकती है। हीट एक्सचेंजर्स की लंबाई पुनर्योजी के लिए उसी क्रम में है।

4) एक खड़े लहर के साथ उपकरणों में थर्मोडायनामिक चक्र और एक यात्रा के साथ उपकरणों में

4.1) इंजन और स्टैंडिंग वेव रेफ्रिजरेटर
एक खड़े तरंग के साथ एक उपकरण के ढेर में लागू थर्मोडायनामिक चक्र ब्राइटन चक्र के सबसे करीब है, जिसे गैस टरबाइन इंजन में लागू किया जाता है।

इंजन



GIF 6. एक खड़े तरंग इंजन में थर्मोडायनामिक चक्र

जीआईएफ 6 स्टैक प्लेटों के बीच गैस की प्राथमिक मात्रा के दोलनों को दर्शाता है। गैस, संपीड़ित और विस्तार करके, इसके तापमान को बदलता है (निचले बाएं कोने में ग्राफ)। तापमान बनाम समन्वय का ग्राफ एक अंडाकार (ग्रीन लाइन) के समान आकृति है। ग्राफ पर सफेद रेखा स्टैक की सतह के तापमान को इंगित करती है। आप देख सकते हैं कि स्टैक की लंबाई के साथ एक तापमान ढाल है। यही है, जब स्टैक के बाएं से दाएं अंत तक चलती है, तो तापमान रैखिक रूप से घट जाता है।

यदि स्टैक तापमान की सफेद रेखा में अंडाकार की ढलान से अधिक ग्राफ पर ढलान है - गैस तापमान ग्राफ, तो डिवाइस एक इंजन की तरह काम करता है।

पीवी आरेख को दाईं ओर मध्य में दिखाया गया है - गैस के एक प्राथमिक हिस्से में मात्रा पर दबाव की निर्भरता। आरेख में अंडाकार क्षेत्र एक इंजन के मामले में गैस पर किए गए काम के बराबर होता है और एक रेफ्रिजरेटर (हीट पंप) के मामले में गैस पर किए गए काम के बराबर होता है।

चूंकि एक खड़ी लहर के साथ काम करते समय, स्टैक चैनलों का इष्टतम आकार लगभग थर्मल पैठ की गहराई के बराबर होता है, गैस और ठोस सतह का थर्मल संपर्क आदर्श नहीं होता है और स्टैक में किसी विशेष बिंदु पर गैस और स्टैक का तापमान एक दूसरे से भिन्न हो सकता है। यदि गैस और स्टैक के बीच थर्मल संपर्क आदर्श था, तो गैस के तापमान और स्टैक का ग्राफ मेल खाता है, क्योंकि गैस तुरंत स्टैक की सतह के तापमान को ले जाएगी, जो भी बिंदु पर यह दिखाई देगा।

स्टैक में महत्वपूर्ण तापमान ढाल



जीआईएफ 7. स्टैक में महत्वपूर्ण तापमान ढाल

अब इंजन लें और स्टैक पर तापमान के अंतर को कम करना शुरू करें, जबकि किसी तरह से ध्वनिक लहर के आयाम को बनाए रखना, उदाहरण के लिए, स्पीकर का उपयोग करना। एक ही समय में, यह बहुत जल्द या देर से होता है, एक ऐसी स्थिति होती है जिसमें तरंग में गैस के प्राथमिक हिस्से में तापमान में उतार-चढ़ाव शुरू हो जाता है, ताकि उसका तापमान स्टैक की सतह के तापमान के साथ मेल खाना शुरू हो जाए, जहां भी गैस का यह हिस्सा स्थित है (GIF 7. तापमान ग्राफ में हरे और सफेद रेखाएं) एक ही)।

इस मामले में, स्टैक पर कोई काम नहीं किया जाता है (पीवी आरेख एक पंक्ति है - एक आंकड़ा जिसमें कोई क्षेत्र नहीं है)

स्टैक में तापमान ढाल जिस पर ऊपर वर्णित मामले का एहसास होता है उसे इस विशेष लहर के लिए महत्वपूर्ण तापमान ढाल कहा जाता है। एक महत्वपूर्ण तापमान ढाल वाला एक उपकरण व्यावहारिक उपयोग के लिए बिल्कुल बेकार है। यह इंजन और रेफ्रिजरेटर के बीच एक स्थान रखता है। फिर भी, यह पता लगाने के लिए कि यह एक इंजन है या रेफ्रिजरेटर है, इसके संबंध में उपकरणों की तुलना करना सुविधाजनक है।

फ्रिज



जीआईएफ 8. एक खड़े तरंग के साथ एक रेफ्रिजरेटर में थर्मोडायनामिक चक्र

यदि स्टैक तापमान पर ढलान गैस के तापमान अंडाकार से कम है, तो डिवाइस रेफ्रिजरेटर की तरह काम करता है।

कृपया ध्यान दें कि इंजन के आरेखों और रेफ्रिजरेटर में हरे रंग की बिंदी का घुमाव विपरीत दिशाओं में जाता है, जिसका अर्थ है कि एक मामले में गैस पर काम किया जा रहा है और दूसरे में गैस काम कर रही है।

रेफ्रिजरेटर को इंजन में बदलने के लिए क्या करने की आवश्यकता है? आपको या तो ध्वनिक तरंग के आयाम को बनाए रखते हुए स्टैक में तापमान ढाल को बढ़ाना होगा, या तापमान ढाल को बनाए रखते हुए तरंग के आयाम को कम करना होगा।

४.२) इंजन और ट्रैवलिंग वेव
रेफ्रीजिरेटर, वेवोडायनामिक साइकिल, जो ट्रैवल वेव डिवाइस के रीजनरेटर में लागू किया जाता है, स्टर्लिंग चक्र के सबसे करीब होता है, जिसे उसी नाम के इंजन में लगाया जाता है।

एक यात्रा तरंग वाले उपकरणों में, गैस और पुनर्जनन की सतह के बीच आदर्श थर्मल संपर्क का मामला छोटे इष्टतम छिद्र आकार के कारण महसूस किया जाता है।



गिफ्का 9. एक यात्रा तरंग इंजन में थर्मोडायनामिक चक्र

यहां गैस का तापमान (तापमान ग्राफ पर हरी रेखा) अपने सभी बिंदुओं (तापमान ग्राफ पर सफेद रेखा) पर पुनर्योजी के तापमान के साथ मेल खाता है। निचले दाएं कोने में पीवी आरेख इंगित करता है कि गैस पर काम किया जा रहा है।

यह समझा जाना चाहिए कि हालांकि गैस और पुनर्योजी का तापमान ग्राफ एक समान है, लेकिन यह पहले से वर्णित अर्थों में एक महत्वपूर्ण तापमान ढाल वाला उपकरण नहीं है। एक खड़े लहर वाले उपकरणों में, किसी दिए गए लहर के लिए आवश्यक तापमान ढाल का चयन करना आवश्यक था ताकि यह ध्वनिक लहर में तापमान में उतार-चढ़ाव के साथ मेल खाता हो। यात्रा तरंग उपकरणों में, क्योंकि पुनर्योजी में छिद्र, पुनर्जनन के बीच बहुत छोटा, अच्छा थर्मल संपर्क होता है और गैस हमेशा सुनिश्चित होती है। इसलिए, यात्रा तरंग उपकरणों में एक महत्वपूर्ण तापमान प्रवणता हमेशा मौजूद रहती है और यह शब्द यहां किसी भी अर्थ को खो देता है। फिर गैस पर काम कैसे किया जाता है? दरअसल, एक महत्वपूर्ण तापमान ढाल के साथ, एक खड़े लहर के साथ एक उपकरण के मामले में, कोई काम नहीं था। बात यह हैएक महत्वपूर्ण तापमान प्रवणता पर, गैस पर काम एक लहर में ठीक से नहीं किया जाता है, लेकिन एक यात्रा की लहर में दबाव और गैस के वेग में उतार-चढ़ाव के बीच एक और चरण अंतर और इस मामले में काम, इसके विपरीत, अधिकतम है।

एक यात्रा की लहर के साथ एक फ्रिज के लिए, ग्राफ़ जीआईएफ 9 पर बिल्कुल वैसा ही दिखाई देगा, सिवाय इसके कि पीवी आरेख पर हरे रंग की बिंदी विपरीत दिशा में घूमेगी, जिससे संकेत मिलेगा कि गैस काम कर रही है, और गैस पर काम नहीं कर रही है ।

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