Thermoacoustic Power Generation by a Spiral Heater in the Rijke Tube

Thermoacoustic power generation by a spiral heater in the Rijke tube was analyzed numerically. In the analysis, variables were normalized by the angular frequency of the sound and the thermal diffusivity of the air. The effect of the heater wire diameter d, the spacing between wires P-d, and the air-current velocity $U_0$, upon the power generation was obtained and discussed. When the spacing is broad enough, the normalized velocity is $U_0{\approx}0.8$ and the diameter is $d{\approx}4$ for the maximum power generation. With decrease of the spacing, however, the power generation increases more than 5 times and becomes maximum around $d{\approx}2$, $P-d{\approx}3$. And the velocity $U_0{\approx}0.8$ for the maximum power generation is almost independent of the wire spacing.

Rijke 관에서 나선형 가열기에 의한 열음향 파워의 생성

Rijke관에 놓인 나선형 가열기에 의하여 생성되는 열음향 파워를 수치해로 구하였다. 음장의 각진동수와 공기의 열확산계수에 의하여 무차원화한 가열선의 지름 d, 간격 P-d 및 유속 $U_0$가 음향 파워 생성에 미치는 영향을 구하고 고찰하였다. 가열선 간격이 충분히 클 때 무차원 유속이 $U_0{\approx}0.8$, 무차원 지름이 d.4일 때 가장 큰 열음향파워가 생성된다. 그러나 가열선 사이의 간격이 가까워지면 음향 파워 생성이 크게 증가하며 $d{\approx}2$, $P-d{\approx}3$에서 최대로 되며, 간격이 충분히 먼 경우의 최대값의 5배 이상이 될 수 있다. 최대 음향파워를 생성하는 유속은 가열선 간격에 관계없이 $U_0{\approx}0.8$일 때이다.