RU2067266C1 - Вихревая труба - Google Patents
Вихревая труба Download PDFInfo
- Publication number
- RU2067266C1 RU2067266C1 SU4759223A RU2067266C1 RU 2067266 C1 RU2067266 C1 RU 2067266C1 SU 4759223 A SU4759223 A SU 4759223A RU 2067266 C1 RU2067266 C1 RU 2067266C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- branches
- chamber
- vibrator
- vortex
- length
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B9/00—Compression machines, plants or systems, in which the refrigerant is air or other gas of low boiling point
- F25B9/02—Compression machines, plants or systems, in which the refrigerant is air or other gas of low boiling point using Joule-Thompson effect; using vortex effect
- F25B9/04—Compression machines, plants or systems, in which the refrigerant is air or other gas of low boiling point using Joule-Thompson effect; using vortex effect using vortex effect
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
Abstract
Изобретение может быть использовано в системах воздушного охлаждения радиоэлектронных аппаратов. Целью данного изобретения является повышение термодинамической эффективности. Поставленная цель достигается тем, что вихревая труба содержит сопловый ввод 1 сжатого газа, камеру 2 энергоразделения, диффузор 3 вывода охлажденного потока, клапан 4 вывода горячего потока, вибраторы 5 и 6, снабженные И-образными ветвями, обращенными навстречу друг другу и выполненные в виде полого тела вращения с продольными прорезями, причем длина ветвей равна 10 - 50% от длины камеры 2, а расстояние между ветвями равно 1,0 - 1,5 диаметра камеры в сопловом сечении. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.
Description
Изобретение относится к холодильной технике, а точнее к устройствам разделения газов при помощи вихревого эффекта.
На фиг. 1 изображена схема вихревой трубы с основным вибратором, а на фиг. 2 с основным и дополнительным вибраторами.
Вихревая труба содержит подключенный к источнику сжатого газа ввод 1, подключенный тангенциально к камере 2 вихревого энергоразделения, которая имеет диаметр Д в сопловом сечении 3 и ограничена цилиндрическими или коническими (с учетом конуса около 3 o) стенками 4. По оси камеры 2 размещен диффузионный вывод 5 охлажденного потока. Зона 6 камеры 2 вывода горячего потока снабжена средством наложения колебаний на поток, выполненным в виде основного вибратора 7 с И-образными ветвями 8 соосного камере 2. Ветви 8 вибратора 7 ориентированы к сопловому сечению 3 камеры 2 и к выводу 5. Основание 9 вибратора 7 подсоединено либо к внутренней поверхности камеры 2, либо к клапану 10 вывода горячего потока, установленному на регулируемой опоре 11 между двумя упругими элементами 12 с возможностью колебаний около некоторого среднего положения для изменения мгновенного значения расхода. За клапаном 10 размещен вывод горячего потока. Камера 2 снабжена дополнительным вибратором 14, кольцевое основание 15 которого закреплено на внутренней стенке камеры 2, а ветви 16 размещены вдоль стенок камеры 2 и ориентированы в сторону ветвей 8 основного вибратора 7.
Вибраторы 7 и 14 могут быть выполнены из тел вращения с продольными прорезями и различаются, например только формой оснований: у вибратора 7 основание 9 в форме дна стакана с центральным отверстием для опоры 11, а у камертона 14 основание 15 в форме кольца на стенке 4 камеры 2. Длина ветвей 8 и 16 вибраторов 7 и 14 составляет 0,1 0,5 длины камеры 2, а расстояние между противоположными ветвями в них равно 1,0 1,5 диаметра Д камеры 2 в ее сопловом сечении.
Вихревая труба работает следующим образом.
Сжатый газ от источника, например из пневмосети, направляют в тангенциальный ввод 1, где поток в процессе расширения разгоняется до скорости, равной или близкой к звуковой. Высокоскоростной поток из ввода 1 подается в камеру 2 и приобретает вихревой характер движения. При этом возлеосевые слои вихревого потока охлаждаются, а периферийные слои вихря нагреваются.
Охлажденный воздух из камеры 2 через вывод 5 направляют к охлаждаемому объекту (не показан), а нагретые периферийные слои, минуя ветви 8 вибратора 7, через клапан 10 и патрубок 13 на сброс (или к нагреваемому объекту). При этом ветви 8 приходят в состояние вибрации, возбуждаемое набегающим потоком, а также колебаниями клапана 10 между упругими элементами 12. Колебания клапана 10 и ветвей 8 приводят к наложению колебаний давления на вихревой поток в камере 2, что приводит к существенному росту термодинамической эффективности процесса получения холода, не достижимому в известных вихревых трубах.
Для дальнейшего увеличения названной эффективности предлагаемой вихревой трубы предусматривается при работе "акустическое взаимодействие" двух вибраторов: основного 7 и дополнительного 14.
Таким образом, совместные колебаний клапана 10 и ветвей 8 вибратора 7 либо колебания тех же элементов и ветвей 16 вибратора 14 в развитии этой вихревой трубы преимущественно для Д≥20oC30 мм приводит к интенсификации процесса энергообмена в вихре и к приросту холодопроизводительности.
При этом колебания одной группы ветвей вибратора
осуществляются в точках, диаметрально противоположных и равноудаленных от оси вихревого потока с частотой, приблизительно равной или кратной ν1=K(a/π•D), где а скорость звука в газе; Д диаметр камеры 2 в сопловом сечении; К безразмерный эмпирический коэффициент, численно равный
К 1 1,2 при π≥ 2; ≥ 2;
К (0,5 0,6) при π<2, < 2,
где π=Pсхс/Pхол отношение давлений торможения сжатого газа и охлажденного потока;
колебаний другой группы ветвей осуществляется при частоте
ν2=ν1± (20÷200) Гц
для образований "биений" с частотой 20oC200 Гц, равной разнице в частотах ν1 и ν2;
выпуск нагретого потока осуществляют нестационарно с колебаниями мгновенного значения расхода с частотой, равной разнице в частотах колебаний первой и второй группы ветвей, либо с частотой, равной или кратной частоте колебаний первой группы ветвей с основным вибратором 7.
осуществляются в точках, диаметрально противоположных и равноудаленных от оси вихревого потока с частотой, приблизительно равной или кратной ν1=K(a/π•D), где а скорость звука в газе; Д диаметр камеры 2 в сопловом сечении; К безразмерный эмпирический коэффициент, численно равный
К 1 1,2 при π≥ 2; ≥ 2;
К (0,5 0,6) при π<2, < 2,
где π=Pсхс/Pхол отношение давлений торможения сжатого газа и охлажденного потока;
колебаний другой группы ветвей осуществляется при частоте
ν2=ν1± (20÷200) Гц
для образований "биений" с частотой 20oC200 Гц, равной разнице в частотах ν1 и ν2;
выпуск нагретого потока осуществляют нестационарно с колебаниями мгновенного значения расхода с частотой, равной разнице в частотах колебаний первой и второй группы ветвей, либо с частотой, равной или кратной частоте колебаний первой группы ветвей с основным вибратором 7.
Это позволяет увеличить амплитуду колебаний давления в вихревом потоке на двух "главных" частотах:
на частоте, близкой к частоте "квазитвердого" вращения вихря в камере;
на частоте, близкой к частоте "прецессии" ядра вихря.
на частоте, близкой к частоте "квазитвердого" вращения вихря в камере;
на частоте, близкой к частоте "прецессии" ядра вихря.
Claims (4)
1. Вихревая труба, содержащая тангенциальный сопловой ввод сжатого газа, камеру энергоразделения с коническим участком, диффузор осевого вывода охлажденного потока, клапан вывода горячего потока и средство наложения колебаний на вихревой поток, отличающаяся тем, что, с целью повышения термодинамической эффективности, средство выполнено в виде размещенного по оси камеры со стороны вывода горячего потока основного вибратора, снабженного основанием и U-образными ветвями, обращенными в сторону вывода охлажденного потока.
2. Труба по п. 1, отличающаяся тем, что она содержит дополнительный вибратор в виде полого тела вращения, закрепленного своим выполненным в виде кольца основанием на внутренней стенке камеры и снабженного осевыми продольными прорезями с образованием его ветвей, обращенных навстречу ветвям основного вибратора, закрепленного своим основанием на клапане вывода горячего потока.
3. Труба по п. 2, отличающаяся тем, что основной вибратор выполнен в виде полого тела вращения с осевыми продольными прорезями с образованием его ветвей.
4. Труба по пп. 2 и 3, отличающаяся тем, что длина ветвей основного и дополнительного вибраторов равна 0,1-0,5 длины камеры, а расстояние между противоположными ветвями в них равно 1,0-1,5 диаметра камеры в ее сопловом сечении.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU4759223 RU2067266C1 (ru) | 1989-11-27 | 1989-11-27 | Вихревая труба |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU4759223 RU2067266C1 (ru) | 1989-11-27 | 1989-11-27 | Вихревая труба |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2067266C1 true RU2067266C1 (ru) | 1996-09-27 |
Family
ID=21479652
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU4759223 RU2067266C1 (ru) | 1989-11-27 | 1989-11-27 | Вихревая труба |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2067266C1 (ru) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2002084184A1 (fr) * | 2001-03-30 | 2002-10-24 | Anatoliy Ivanovich Azarov | Refroidisseur de gaz a vortex |
EP2861918A4 (en) * | 2012-06-14 | 2016-03-02 | P G W 2014 Ltd | METHOD AND DEVICE FOR TRANSFERRING ENERGY |
-
1989
- 1989-11-27 RU SU4759223 patent/RU2067266C1/ru active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Авторское свидетельство СССР N 334450, кл. F 25 B 9/02, 1972. * |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2002084184A1 (fr) * | 2001-03-30 | 2002-10-24 | Anatoliy Ivanovich Azarov | Refroidisseur de gaz a vortex |
EP2861918A4 (en) * | 2012-06-14 | 2016-03-02 | P G W 2014 Ltd | METHOD AND DEVICE FOR TRANSFERRING ENERGY |
US9670938B2 (en) | 2012-06-14 | 2017-06-06 | P.G.W. 2014 Ltd. | Method and device for transfer of energy |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US3545886A (en) | Ejector | |
RU2067266C1 (ru) | Вихревая труба | |
EP0676599A1 (en) | Method of gas cooling and a gas cooler | |
RU2371642C1 (ru) | Способ и устройство вихревого энергоразделения потока рабочего тела | |
SU1048264A1 (ru) | Вихрева труба | |
RU2019776C1 (ru) | Вихревая труба | |
JPS6464516A (en) | Wiring method through conduit having different diameters | |
RU2035208C1 (ru) | Устройство для очистки газа от взвешенных частиц | |
SU1280146A1 (ru) | Устройство дл глушени шума,в частности,звука человеческого голоса | |
RU2319076C2 (ru) | Способ газодинамического воспламенения и устройство для его осуществления | |
SU806150A1 (ru) | Аэродинамический генератор акустическихКОлЕбАНий | |
SU1655531A1 (ru) | Тепломассообменное устройство | |
SU1341471A1 (ru) | Устройство дл получени тепла и холода | |
RU1571856C (ru) | Газоструйный излучатель | |
RU1784802C (ru) | Способ охлаждени газа | |
JPH03193105A (ja) | 脱泡 | |
SU1562034A1 (ru) | Газоструйный излучатель звука | |
SU1063430A1 (ru) | Устройство дл пеногашени | |
SU1607915A1 (ru) | Устройство дл получени смеси | |
SU948461A1 (ru) | Устройство дл очистки газа | |
SU1745303A1 (ru) | Устройство дл очистки газовых потоков от парообразных примесей | |
SU1090983A1 (ru) | Вихрева труба | |
RU1797954C (ru) | Способ очистки газовых потоков от газообразных примесей и устройство дл его осуществлени | |
SU977052A2 (ru) | Пневматический генератор высокочастотных колебаний | |
SU1166835A1 (ru) | Способ диспергировани жидкости и устройство дл его осуществлени |