Термоакустика

Термоаку́стика, раздел акустики, в котором изучается генерация звука теплотой (прямой термоакустический эффект) и теплоты звуком (обратный термоакустический эффект). Способы возбуждения звука теплотой были описаны ещё в 1-й половине 19 в. в работах М. Фарадея, Т. Зеебека, Дж. Тиндаля и др. Прямой термоакустический эффект впервые сформулирован Дж. Рэлеем в работе «Теория звука» (т. 1–2, 1877–1878; 2-е издание, 1894–1896).

В 1950-х гг. изучение термоакустических колебаний приобрело практическую направленность в связи с неустойчивостями в камерах сгорания ракетных двигателей и в других установках с большими перепадами температур. В 1970-х гг. швейцарский учёный Н. Ротт обнаружил, что звуковое поле в трубе может создать однонаправленный поток теплоты и градиент температуры. Это явление не связано с переходом механической (акустической) энергии в теплоту; звук выполняет роль теплового насоса, перекачивающего теплоту или поддерживающего перепад температур. В начале 1980-х гг. в Лос-Аламосской национальной лаборатории было создано первое термоакустическое устройство – акустический тепловой насос. Одна из модификаций такого насоса – т. н. импульсная труба – является перспективным устройством для охлаждения электронных приборов, использующих высокотемпературную сверхпроводимость.

Ныне ведутся разработки т. н. акустических холодильников – устройств, в которых акустические волны используются для переноса теплоты из холодной части в горячую. Основные преимущества таких устройств – замкнутость цикла и неприменение легкокипящих жидкостей, опасных для озонового слоя Земли.