技術介紹

熱聲效應實質上是熱能和機械能通過聲波（或稱為“壓力波”）進行的能量轉換過程。當氣體被熱能加熱而溫度上升時，受熱氣體體積膨脹，膨脹過程也同時被推入溫度較低的區域而又會失熱收縮。與此同時的另一方面，膨脹氣體產生壓力 波（即聲波）以聲速向外傳播，在一些機械結構（如管或腔）中產生聲波反射，反射回波將前述受冷失熱的氣體再次推回到 加熱區域，進而再次膨脹，以此循環往復形成一個熱-聲自激過程。此過程就是“正熱聲效應”，即熱產生聲的過程。利用這一效應可以制造出將熱能轉換為以聲波（壓力波）形式的機械能的裝置。這樣的裝置被稱為“熱聲發動機”，是一種新型 的熱機。

“逆熱聲效應”則相反，在一些特定的機械結構中，由其他裝置產生的聲波會產生“泵熱”現象。因為聲波的縱波特 性，氣體在不同空間位置因相位的不同而壓縮或膨脹，結合機械結構的聲學諧振特性，不同區域形成不對秤的膨脹與壓縮，也就導致溫場分布發生變化，形成泵熱效應。利用逆熱聲效應，通過合理的聲學設計，由壓力波發生器、回熱器和調相機構可以構造出制冷機或熱泵。