基于压电陶瓷材料下的噪声发电研究

噪音是一类引起人烦躁、或音量过强而危害人体健康的声音。噪声污染仍然是四大污染之一,同样,噪声中也蕴藏着巨大的能量。相对的,噪音应该是声音和声能的一种形式。它的产生和传播是通过振动实现的,振动频率不固定,振幅相对较小。也可以说能量不是很大。虽然能量转换是保守的,但作为发电设备,它伴随着热能、机械能和电能的转换,所以不可能将100%声能转换成电能。我们在前人研究的基础上,加入新型材料压电陶瓷来进一步探究其转化效率。

鸣沙表面结构特征与共鸣机制的模拟实验研究

鸣沙发声机制是风沙物理学中长期悬而未决的重要问题.在前人研究的基础上,通过采自沙漠和海滩哑沙及敦煌鸣沙山鸣沙变哑的哑沙的冲洗实验、玻璃微珠表面化学溶蚀实验、表面覆盖实验及SEM的分析.发现:鸣沙发声与沙粒表面有无SiO2凝胶无关,也与其表面的化学组成无关,而与自然沙粒表面由风蚀、水蚀、化学溶蚀及硅凝胶沉淀等多种因素所形成的多孔(坑)状物理结构所构成的共鸣腔有关.其共鸣机制与亥姆霍兹共鸣腔相似.其次,粉尘或更细的黏粒等杂质侵入沙粒表面的孔洞所产生的阻尼作用,可导致鸣沙共鸣机制丧失而变为哑沙.因此,清除石英颗粒表面各种细小杂质对多孔结构的污染是恢复哑沙发声的有效途径.

噪声发电机理探究与可行性论证

收集噪声、实现能量转换并加以利用,是值得研究的课题。基于亥姆霍兹共鸣腔结构设计,对噪声发电机理进行了探究,并以KTV为例,进行了分析与测算,还论证了该技术的应用可行性。结果表明:将噪声能量转化为电能的声电转换过程可获得50 m V^100 m V的电压,经整流可获得供日常电器使用的高品质电能;若在所有KTV中使用声电转换装置,可实现降噪、提高产能的目的。期待随着相关材料及制作工艺的完善和优化,该技术可实现规模化应用。