การศึกษา themoacoustic effect เบื้องต้น

ชื่อผู้จัดทำโครงงานวิทยาศาสตร์
  • วิทัศน์ ฝักเจริญผล

อาจารย์ที่ปรึกษาโครงงานวิทยาศาสตร์
  • นรินทร์ ณัฐวุฒิ

สถาบันการศึกษาที่กำกับดูแลโครงงานวิทยาศาสตร์

มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์

ระดับการศึกษา

โครงงานในระดับการศึกษาปริญญาโทขึ้นไป

หมวดวิชา

โครงงานในสาขาวิชาฟิสิกส์

วันที่จัดทำโครงงานวิทยาศาสตร์

01 มกราคม 2541

บทคัดย่อโครงงานวิทยาศาสตร์

ปรากฏการณ์ thermo acoustic นี้ค้นพบครั้งแรกเมื่อปี 1850 โดยคนเป่าแก้วสังเกตพบว่าหลอดแก้วให้กำเนิดเสียง เมื่อให้ความร้อน แก่หลอดแก้ว แบบที่ทำให้เกิดเกรเดียนต์อุณหภูมิสูงมากมาก ซึ่งเป็นที่มาของการศึกษาปรากฏการณ์นี้ต่อมา ปรากฏการณ์ thermo acoustic เป็นการเปลี่ยนพลังงานความร้อนกับพลังงานเสียงซึ่งพลังงานเสียงนี้เป็นพลังงานกลรูปหนึ่ง และในปรากฏการณ์นี้นอกจากอากาศที่เคลื่อนที่แล้วส่วนอื่นอยู่กับที่ พลังงานที่ให้ออกมาเป็นพลังงานเสียงจึงไม่สูญเสียไปกับแรงเสียดทานมากนัก ปรากฏการณ์นี้จึงน่าเป็นทางเลือกหนึ่งที่ใช้แทนการต้มน้ำในการขับไดนาโมได้ ในโครงงานจึงต้องทำชุดต้นแบบของเครื่องกำเนิดเสียงจากปรากฏการณ์ thermo acoustic จากข้อมูลที่ได้จากการศึกษาโดยอาศัยการกำทอนในหลอดแก้ว ที่ใช้ระดับน้ำเป็นตัวปรับความยาวหลอดกำทอน เพื่อจะได้วัดเสียงที่เกิดขึ้น เนื่องจากปรากฏการณ์นี้จะทำการเปลี่ยนพลังงานความร้อนมาเป็นพลังงานเสียง ดังนั้นเราจึงวัดความดังของเสียงและความถี่ของเสียง เพื่อหาความสัมพันธ์กับตัวแปรต่างๆ เช่น กำลังความร้อนที่ให้ ความยาวหลอดกำทอนความยาวแท่ง catalyte ขนาดหลอดกำทอน และ แท่ง catalytic เป็นต้น ซึ่งจากผลการทดลองทำให้ทราบว่าถ้าเพิ่มกำลังความร้อนที่ให้จะได้เสียงที่ดังขึ้นการกำทอนเกิดขึ้นในช่วงความยาว ไม่ใช่ที่ตำแหน่งใดตำแหน่งหนึ่ง ของหลอดกำทอนทำให้ทราบว่าเสียงที่เกิดจากปรากฎการณ์นี้ มีความถี่เป็นช่วง ไม่มีมีเป็นเฉพาะค่าใดค่าหนึ่งเท่านั้น และจากที่ทำโครงงานพลังงานเสียงที่ได้ มีค่าประมาณ 1% เมื่อเทียบกับพลังงานที่ใส่เข้าไปจากการทดลองจะเห็นว่าประสิทธิภาพการแปลงรูปพลังงานต่ำมาก ดังนั้นในอนาคต การเพิ่มประสิทธิภาพ จึงเป็นสิ่งที่น่าสนใจอย่างมาก ซึ่งสามารถทำได้โดยการเปลี่ยนลักษณะอุปกรณ์ ให้เหมาะสมกับลักษณะการเกิดเสียง เช่น การให้ส่วนร้อนของแท่ง catalytic อยู่ด้านบน การใช้ฉนวนกันความร้อน การตัดแท่ง catalytic ให้เต็มพื้นที่หน้าตัดของท่อ การเปลี่ยนแก๊สในท่อให้มีความจุความร้อนที่เหมาะสม เป็นต้น