熱聲效應(yīng)是一種熱與聲相互轉(zhuǎn)化的現(xiàn)象。從聲學(xué)角度來說，它是由于處于聲場(chǎng)中的固體介質(zhì)與振蕩的流體之間相互作用，使得距固體壁面一定范圍內(nèi)在聲傳播方向產(chǎn)生一個(gè)時(shí)均熱流，并在這個(gè)區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生或者吸收聲功的現(xiàn)象。

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　　熱聲效應(yīng)可分為兩類：一類用熱能來產(chǎn)生聲波，即熱致聲效應(yīng)；另一類是用聲波來產(chǎn)生制冷效應(yīng)，即聲致冷效應(yīng)。熱致聲效應(yīng)很早就被發(fā)現(xiàn)了。早在1777年，研究人員就在實(shí)驗(yàn)室中發(fā)現(xiàn)，將可燃性氣體的火焰放在兩端開口的垂直管的適當(dāng)位置，管中會(huì)激發(fā)出聲音。與熱致聲效應(yīng)的發(fā)現(xiàn)相比，聲致冷效應(yīng)的發(fā)現(xiàn)僅有幾十年的歷史。1975年，研究人員發(fā)現(xiàn)：在往復(fù)運(yùn)動(dòng)活塞激勵(lì)的一端封閉的駐波諧振管中，其中間區(qū)域存在溫度下降，而兩端溫度升高的現(xiàn)象，這就是聲致冷效應(yīng)的發(fā)現(xiàn)。

　　近些年來，科技不斷發(fā)展，研究人員已經(jīng)根據(jù)熱聲效應(yīng)研究出了熱聲制冷機(jī)、熱聲發(fā)動(dòng)機(jī)等設(shè)備。其中有一種用于液化天然氣的高效1千瓦級(jí)行波熱聲制冷機(jī)，加熱溫度923開爾文，加壓氦氣7兆帕，可獲得1.17千瓦的冷卻功率和14.95%的總火用效率，對(duì)加熱溫度和平均壓力對(duì)系統(tǒng)性能的影響進(jìn)行了仿真，而且結(jié)果表明，在110開爾文時(shí)，系統(tǒng)總(火用)效率為14.95%，冷卻能力為1170瓦。

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　　除此之外，隨著熱聲理論的發(fā)展，熱聲機(jī)械逐漸被應(yīng)用于各個(gè)行業(yè)。建筑火災(zāi)發(fā)生時(shí)，由于火焰向上蔓延，在頂棚形成高溫?zé)煔鈱?，這樣的高溫可以激發(fā)熱聲裝置發(fā)出報(bào)警聲信號(hào)，實(shí)現(xiàn)無源報(bào)警。因此，熱聲轟燃報(bào)警器是火災(zāi)報(bào)警器的最新發(fā)展方向之一。雖然熱聲裝置維護(hù)成本低，有較為小巧緊湊的幾何結(jié)構(gòu)，是出色的消防警報(bào)裝置，但是由于裝置的裝配以及換熱問題，研究人員對(duì)熱聲裝置的應(yīng)用研究只停在初始階段，如果能設(shè)計(jì)出良好的可應(yīng)用于消防方面的熱聲報(bào)警裝置，將對(duì)保證人民財(cái)產(chǎn)安全有著非常重大的意義。

　　其實(shí)，熱聲技術(shù)簡(jiǎn)單、環(huán)保、節(jié)能高效，其應(yīng)用相當(dāng)豐富，熱聲能量轉(zhuǎn)換技術(shù)將會(huì)給包括制冷工業(yè)在內(nèi)的整個(gè)能源工業(yè)帶來很大的影響，因?yàn)樗奶匦允钱?dāng)今時(shí)代的需要。

　　本文由石家莊藁城區(qū)興安鎮(zhèn)中學(xué)高級(jí)教師崔會(huì)欣進(jìn)行科學(xué)性把關(guān)。???

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