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熱聲效應是一種熱與聲相互轉(zhuǎn)化的現(xiàn)象。從聲學角度來說，它是由于處于聲場中的固體介質(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)生一個時均熱流，并在這個區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生或者吸收聲功的現(xiàn)象。
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熱聲效應可分為兩類：一類用熱能來產(chǎn)生聲波，即熱致聲效應；另一類是用聲波來產(chǎn)生制冷效應，即聲致冷效應。熱致聲效應很早就被發(fā)現(xiàn)了。早在1777年，研究人員就在實驗室中發(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位置，管中會激發(fā)出聲音。與熱致聲效應的發(fā)現(xiàn)相比，聲致冷效應的發(fā)現(xiàn)僅有幾十年的歷史。1975年，研究人員發(fā)現(xiàn)：在往復運動活塞激勵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)熱聲效應研究出了熱聲制冷機、熱聲發(fā)動機等設備。其中有一種用于液化天然氣的高效1千瓦級行波熱聲制冷機，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，對加熱溫度和平均壓力對系統(tǒng)性能的影響進行了仿真，而且結(jié)果表明，在110開爾文時，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，熱聲機械逐漸被應用于各個行業(yè)。建筑火災發(fā)生時，由于火焰向上蔓延，在頂棚形成高溫煙氣層，這樣的高溫可以激發(fā)熱聲裝置發(fā)出報警聲信號，實現(xiàn)無源報警。因此，熱聲轟燃報警器是火災報警器的最新發(fā)展方向之一。雖然熱聲裝置維護成本低，有較為小巧緊湊的幾何結(jié)構(gòu)，是出色的消防警報裝置，但是由于裝置的裝配以及換熱問題，研究人員對熱聲裝置的應用研究只停在初始階段，如果能設計出良好的可應用于消防方面的熱聲報警裝置，將對保證人民財產(chǎn)安全有著非常重大的意義。
其實，熱聲技術(shù)簡單、環(huán)保、節(jié)能高效，其應用相當豐富，熱聲能量轉(zhuǎn)換技術(shù)將會給包括制冷工業(yè)在內(nèi)的整個能源工業(yè)帶來很大的影響，因為它的特性是當今時代的需要。
本文由石家莊藁城區(qū)興安鎮(zhèn)中學高級教師崔會欣進行科學性把關。???
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