Юный техник 1994-07, страница 40

дороже традиционных фторхлоруглеродов, заметно уступая им в эффективности. Поэтому многие ученые полагают, что надо сосредоточить основные усилия не на поиске безопасных соединений, а на новых, принципиально отличных способах охлаждения.

В Национальной лаборатории в Лос-Аламосе группа ученых работает над совершенно иной системой охлаждения, в которой основной средой, отводящей тепло, служат не газы, а жидкости под огромным давлением. Один из вариантов такой системы был изобретен в США еще в 20-е годы. В качестве рабочей среды использовался экологически безопасный жидкий диоксид углерода под давлением примерно 140 атмосфер.

Такой холодильник работает по тому же принципу, что и стандартный. Разница лишь в том, что его система должна быть исключительно прочной, чтобы он мог выдерживать огромные давления рабочей жидкости. При сжатии жидкий диоксид углерода нагревается, тепло отводится, а при сбросе давления жидкость охлаждается.

Одной из наиболее многообещающих в настоящее время считается технология термоакустического охлаждения, разработанная в 80-х годах группой сотрудников в той же Национальной лаборатории. Ее громадным преимуществом является полное отсутствие движущихся частей и возможность применения экологически чистых рабочих газов.

Принцип термоакустического охлаждения несложен. Громкоговоритель, установленный в конце трубы, издает чрезвычайно мощный звук, резонирующий в наполненной газом трубе и создающий так называемую акустическую стоячую волну, в которой отдельные молекулы газа колеблются с высокой частотой, но сама

волна сохраняет полную неподвижность Аналогичные стоячие волны создаются в трубах органа и других духовых инструментах.

Молекулы газа перемещаются вперед-назад с такой же частотой, что и мембрана громкоговорителя, перенося тепло с периферии трубы к ее утолщенной части, так называемой пучности. Если в пучность стоячей волны поместить металлическую плиту, она будет отбирать тепло у газовых молекул и отводить его от холодильника. Охлажденный таким образом газ, в свою очередь, оттягивает тепло от холодильника или установки кондиционирования воздуха.

Звук, издаваемый термоакустическим громкоговорителем, настолько силен, что в отсутствие изоляции он разрушал бы живую ткань. Однако в данном устройстве звук практически полностью заключен в резонаторе, и шум, просачивающийся наружу, даже слабее, чем шум электрического вентилятора.

Сотрудники военно-морской аспирантуры построили термоакустический холодильник, который в январе 1992 года успешно был испытан во время очередного полета космического «челнока». При этом температура испытательного объекта была снижена на 100 градусов!

Независимо от того, какая система одержит победу, кризис, связанный с истощением озонового слоя, заставил общественность и государственные ведомства по-новому взглянуть на те области физики, которыми до недавнего времени пренебрегали. Именно в этих областях следует ждать открытий, которые позволят решить многие проблемы охраны окружающей среды.

Публикацию подготовил Н. ЯРОВ

38