La termoacústica es una sección de la acústica que estudia la interacción del calor y el sonido. Las formas de excitar el sonido con la ayuda del calor se describen en 1877 por Rayle en el libro The Theory of Sound. En la década de 1950, el interés por el estudio de las oscilaciones termoacústicas nació de la necesidad de estudiar las inestabilidades en las cámaras de combustión de instalaciones con grandes diferencias de temperatura. En la década de 1970, N. Rott descubrió que un campo de sonido puede crear un flujo de calor unidireccional [1] .
Actualmente se están creando tanto motores termoacústicos [2] como refrigeradores termoacústicos , así como otros dispositivos que utilizan efectos termoacústicos, como altavoces [3] [4] [5] .
Distingue el efecto termoacústico directo e inverso. El efecto termoacústico directo fue formulado por primera vez por Lord Rayleigh : "Si se imparte calor al gas en el momento de mayor compresión y se le quita calor en el momento de mayor rarefacción, entonces esto estimula las vibraciones acústicas". . Así, el efecto termoacústico directo describe las condiciones para la conversión de energía térmica en acústica.
El efecto termoacústico inverso es el uso de la energía de una onda acústica para formar un gradiente de temperatura en un medio poroso. Fue descubierto por primera vez por Gifford y Ludsworth y probado para crear un refrigerador basado en una onda de sonido estacionaria. . A pesar de la proximidad del ciclo termodinámico en los dispositivos termoacústicos al ciclo Stirling , el grado de compresión del gas en ellos es mucho menor que en las máquinas Stirling , lo que está asociado a la estructura de la onda acústica. Por esta razón, la densidad de flujo de energía en ellos es menor, lo que significa que la perspectiva de usarlos como motores de alta potencia es menor que la de los motores Stirling. Al mismo tiempo, la ausencia de pistones en dichos dispositivos aumenta la eficiencia a baja productividad. Todo esto se reduce a que los dispositivos termoacústicos más demandados comercialmente en la actualidad no son motores, sino mini-refrigeradores criogénicos. Teniendo en cuenta que el recurso de tales sistemas está determinado únicamente por el recurso del compresor, desde principios del siglo XXI, casi todos los principales fabricantes de sistemas criogénicos para el espacio han cambiado a sistemas criogénicos termoacústicos (tubos de pulsación) con un compresor eléctrico. . Algunos de estos poseedores de récords han trabajado en el espacio durante más de 100.000 horas. .