
Introduction to Thermoacoustic Devices
Schwingungen von Gas- und/oder Flüssigkeitssäulen in einem Strömungskanal können zu verschiedenen Phänomenen führen, wie z. B.
Stirling-Wärmekraftmaschinen, Pulsröhrenkühlschränke sowie thermisch induzierte Gasschwingungen wie Sondhauss-Röhre und Rijke-Röhre. Obwohl diese Phänomene unterschiedlich aussehen können, lassen sie sich allgemein mit den Begriffen Arbeitsstrom und Wärmestrom beschreiben. Der Arbeitsfluss steht für die akustische Leistung, die in der Akustik verwendet wird.
Der Wärmestrom ist der Energiefluss, der mit dem hydrodynamischen Transport von Entropie verbunden ist. Diese Energieflüsse helfen uns, die thermoakustischen Phänomene zu verstehen und akustische Wärmekraftmaschinen zu konstruieren.
Ziel des Buches ist es, einen umfassenden Überblick darüber zu geben, wie die Schwingungen von Gas- und/oder Flüssigkeitssäulen die gegenseitigen Energieumwandlungen zwischen Arbeits- und Wärmestrom durch thermische Wechselwirkungen zwischen Fluiden und Kanalwänden ermöglichen. Die thermodynamischen Aspekte der Energieströme werden durch die Einführung der Lagrangeschen Sichtweise hervorgehoben, um die thermodynamischen Zyklen zu erklären, die die Flüssigkeitspakete durchlaufen.
Zur Überprüfung der theoretischen Analyse, die auf den grundlegenden Gleichungen der Fluiddynamik beruht, werden die entsprechenden experimentellen Ergebnisse vorgelegt.