Termoacustica este o secțiune a acusticii care studiază interacțiunea căldurii și sunetului. Modalități de a excita sunetul cu ajutorul căldurii sunt descrise în 1877 de Rayle în cartea The Theory of Sound. În anii 1950, interesul pentru studiul oscilațiilor termoacustice a fost cauzat de necesitatea studierii instabilităților din camerele de ardere ale instalațiilor cu diferențe mari de temperatură. În anii 1970, N. Rott a descoperit că un câmp sonor poate crea un flux de căldură unidirecțional [1] .
În prezent, sunt create atât motoare termoacustice [2] , cât și frigidere termoacustice , precum și alte dispozitive care folosesc efecte termoacustice, precum difuzoarele [3] [4] [5] .
Distingeți efectul termoacustic direct și invers. Efectul termoacustic direct a fost formulat pentru prima dată de Lord Rayleigh : „Dacă căldura este transmisă gazului în momentul celei mai mari compresii, iar căldura este îndepărtată în momentul celei mai mari rarefări, atunci aceasta stimulează vibrațiile acustice” . Astfel, efectul termoacustic direct descrie condițiile de conversie a energiei termice în acustică.
Efectul termoacustic invers este utilizarea energiei unei unde acustice pentru a forma un gradient de temperatură într-un mediu poros. A fost descoperit pentru prima dată de Gifford și Ludsworth și testat pentru a crea un frigider bazat pe o undă sonoră staționară. . În ciuda apropierii ciclului termodinamic al dispozitivelor termoacustice de ciclul Stirling , gradul de compresie a gazului în ele este mult mai mic decât în mașinile Stirling , care este asociat cu structura undei acustice. Din acest motiv, densitatea fluxului de energie în ele este mai mică, ceea ce înseamnă că perspectiva de a le folosi ca motoare de mare putere este mai mică decât cea a motoarelor Stirling. În același timp, absența pistoanelor în astfel de dispozitive crește eficiența la productivitate scăzută. Toate acestea se rezumă la faptul că cele mai solicitate dispozitive termoacustice în prezent nu sunt motoarele, ci mini-frigiderele criogenice. Ținând cont de faptul că resursa unor astfel de sisteme este determinată doar de resursa compresorului, de la începutul secolului al XXI-lea, aproape toți marii producători de sisteme criogenice pentru spațiu au trecut la sisteme criogenice termoacustice (tuburi de pulsație) cu compresor electric. . Unii astfel de deținători de recorduri au lucrat în spațiu mai mult de 100.000 de ore. .