RU2476785C2 - Вихревая труба - Google Patents

Вихревая труба Download PDF

Info

Publication number
RU2476785C2
RU2476785C2 RU2011104315/06A RU2011104315A RU2476785C2 RU 2476785 C2 RU2476785 C2 RU 2476785C2 RU 2011104315/06 A RU2011104315/06 A RU 2011104315/06A RU 2011104315 A RU2011104315 A RU 2011104315A RU 2476785 C2 RU2476785 C2 RU 2476785C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
vortex tube
working chamber
shape
diaphragm
gas flow
Prior art date
Application number
RU2011104315/06A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2011104315A (ru
Inventor
Андрей Владимирович Ченцов
Виктор Иванович Кузнецов
Анастасия Борисовна Артемова
Original Assignee
Андрей Владимирович Ченцов
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Андрей Владимирович Ченцов filed Critical Андрей Владимирович Ченцов
Priority to RU2011104315/06A priority Critical patent/RU2476785C2/ru
Publication of RU2011104315A publication Critical patent/RU2011104315A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2476785C2 publication Critical patent/RU2476785C2/ru

Links

Landscapes

  • Jet Pumps And Other Pumps (AREA)
  • Cyclones (AREA)

Abstract

Изобретение относится к вихревым трубам для получения охлажденного и подогретого потоков газа. Вихревая труба содержит входную улитку, рабочую камеру, вентиль для регулирования расхода горячего потока и диафрагму для отвода охлажденного потока газа. Внутренняя поверхность рабочей камеры энергетического разделения вихревой трубы выполнена по форме усеченного гиперболоида. Диафрагма для отвода охлажденного потока газа снабжена патрубком, внутренняя поверхность которого выполнена по форме усеченного гиперболоида. Изобретение направлено на повышение термодинамической эффективности. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Description

Изобретение относится к вихревому эффекту Ранка, в частности к форме внутренней поверхности рабочей камеры вихревой трубы и к форме внутренней поверхности диафрагмы для отвода охлажденного потока от вихревой трубы.
Известна вихревая труба, у которой внутренняя поверхность рабочей камеры имеет конусообразную форму (а.с. №237176, M. кл. F25B 9/02).
Известен также вихревой холодильник, у которого внутренняя поверхность рабочей камеры имеет цилиндрическую форму (а.с. №257519, M. кл. F25B 9/02).
Недостатком данных устройств является то, что форма внутренней поверхности рабочей камеры была найдена при проведении экспериментальных исследований для конкретного газа в узком диапазоне температур, расходов и давлений газа. Поэтому в одном случае было получено, что оптимальной формой внутренней поверхности рабочей камеры вихревой трубы должна быть коническая, в другом - цилиндрическая.
Задачей заявляемого изобретения является повышение термодинамической эффективности вихревого эффекта путем оптимизации формы внутренней поверхности рабочей камеры вихревой трубы и формы внутренней поверхности патрубка для отвода охлажденного потока.
Технический результат достигается изготовлением внутренних поверхностей рабочей камеры вихревой трубы и патрубка для отвода охлажденного потока по форме свободно вращающегося потока жидкости (сжимаемой или несжимаемой).
В вихревой трубе на газовый поток идет воздействие геометрическое, механическое, теплообмен, массообмен и трение. Все эти пять видов воздействий на поток идут одновременно и вызывают определенное распределение скоростей и давлений.
Расчеты показали, что образующая линия вращающегося потока газа описывается уравнением кривой второго порядка
Figure 00000001
где
Figure 00000002
G1 - расход газа на входе в вихревую трубу;
ρ1 - плотность газа на входе в вихревую трубу;
τ1 - радиус вихревой трубы в плоскости соединения входного тангенциального сопла с рабочей камерой вихревой трубы;
Vr - радиальная составляющая абсолютной скорости при движении газа вдоль оси рабочей камеры вихревой трубы;
x - расстояние вдоль оси вихревой трубы от плоскости соединения входного тангенциального сопла с рабочей камерой вихревой трубы до плоскости нахождения радиальной составляющей абсолютной скорости движения газа (0≤x≤lT);
lT - длина вихревой трубы.
Кривые второго порядка описываются эллиптическими, гиперболическими и параболическими уравнениями. Тип уравнения кривой определяется значением инвариантов. Инварианты линий второго порядка, образующих внутреннюю поверхность рабочей камеры вихревой трубы и патрубка для отвода охлажденного потока, определяются величинами J2≤0 и J3≠0.
При значениях инвариантов J2≤0 и J3≠0 уравнение второго порядка является гиперболой.
Таким образом, уравнением образующей второго порядка вращающегося потока газа в рабочей камере вихревой трубы и на выходе из диафрагмы, отводящей через патрубок охлажденный поток, является гипербола. Следовательно, для снижения гидравлических сопротивлений движущемуся потоку газа по внутренней поверхности рабочей камеры вихревой трубы и на выходе охлажденного потока газа из диафрагмы через патрубок и повышения ее термодинамической эффективности образующая внутренней поверхности рабочей камеры и патрубка для отвода охлажденного потока должна быть гиперболой, а сама внутренняя поверхность рабочей камеры и патрубка для отвода охлажденного потока должна быть усеченным гиперболоидом.
На фиг.1 представлена схема вихревой трубы.
Вихревая труба содержит входную улитку 1, рабочую камеру 2, внутренняя поверхность которой выполнена по форме усеченного гиперболоида, вентиль 3 для регулирования расхода горячего потока, диафрагму 4 для отвода охлажденного потока газа через патрубок 5, внутренняя поверхность которого также выполнена по форме усеченного гиперболоида.
Работа вихревой трубы осуществляется следующим образом.
Сжатый газ через входную улитку 1 поступает во внутреннюю поверхность рабочей камеры энергетического разделения 2 вихревой трубы, выполненную по форме усеченного гиперболоида. На выходе из камеры энергетического разделения 2 стоит вентиль 3, с помощью которого регулируется расход подогретого потока газа. Если сечение вентиля 3 отрегулировано на расход газа меньше того, что поступает во входную улитку 1, то часть газа будет переходить на меньший радиус и двигаться в сторону диафрагмы 4 и через патрубок для охлажденного потока газа 5, внутренняя поверхность которого имеет форму усеченного гиперболоида, отводиться на технологические нужды. Охлаждение осевого потока газа и подогрев периферийного потока газа являются результатом их взаимодействия.
Технический результат, достигаемый при решении поставленной задачи, состоит в повышении термодинамической эффективности вихревой трубы за счет снижения гидравлических сопротивлений на трение и местные сопротивления, так как внутренняя поверхность рабочей камеры энергетического разделения 2 и патрубка 5 для охлажденного потока газа выполнена по форме свободно вращающегося потока, образующей которого является гипербола. Технико-экономический эффект от реализации данного изобретения заключается в повышении термодинамической эффективности вихревой трубы.

Claims (2)

1. Вихревая труба, содержащая входную улитку, рабочую камеру, вентиль для регулирования расхода горячего потока и диафрагму для отвода охлажденного потока газа, отличающаяся тем, что внутренняя поверхность рабочей камеры энергетического разделения вихревой трубы выполнена по форме усеченного гиперболоида.
2. Вихревая труба по п.1, отличающаяся тем, что диафрагма для отвода охлажденного потока газа снабжена патрубком, внутренняя поверхность которого выполнена по форме усеченного гиперболоида.
RU2011104315/06A 2011-02-07 2011-02-07 Вихревая труба RU2476785C2 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011104315/06A RU2476785C2 (ru) 2011-02-07 2011-02-07 Вихревая труба

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011104315/06A RU2476785C2 (ru) 2011-02-07 2011-02-07 Вихревая труба

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2011104315A RU2011104315A (ru) 2012-08-20
RU2476785C2 true RU2476785C2 (ru) 2013-02-27

Family

ID=46936079

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2011104315/06A RU2476785C2 (ru) 2011-02-07 2011-02-07 Вихревая труба

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2476785C2 (ru)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU237176A1 (ru) * Вихревая труба
CA1144488A (en) * 1979-01-19 1983-04-12 John R. Schilling Diverging vortex separator
SU1298433A1 (ru) * 1985-04-05 1987-03-23 Харьковский политехнический институт им.В.И.Ленина Вихревой усилитель
AT411828B (de) * 2002-11-04 2004-06-25 Erwin Brunnmair Vorrichtung und verfahren zur aufbereitung von wasser
RU2263262C1 (ru) * 2004-04-20 2005-10-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Воронежская государственная технологическая академия Вихревая сушилка

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU237176A1 (ru) * Вихревая труба
CA1144488A (en) * 1979-01-19 1983-04-12 John R. Schilling Diverging vortex separator
SU1298433A1 (ru) * 1985-04-05 1987-03-23 Харьковский политехнический институт им.В.И.Ленина Вихревой усилитель
AT411828B (de) * 2002-11-04 2004-06-25 Erwin Brunnmair Vorrichtung und verfahren zur aufbereitung von wasser
RU2263262C1 (ru) * 2004-04-20 2005-10-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Воронежская государственная технологическая академия Вихревая сушилка

Also Published As

Publication number Publication date
RU2011104315A (ru) 2012-08-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US2399394A (en) Pressure exchanger
RU2013121277A (ru) Система охлаждения для турбоустановки, камера сгорания и способ охлаждения жаровой трубы
CN105782058B (zh) 一种液环式真空泵回水系统及回水方法
TR201903875T4 (tr) Isı eşanjörü.
RU2476785C2 (ru) Вихревая труба
RU2187768C2 (ru) Способ интенсификации теплообмена при сжигании твердого, жидкого и газообразного топлива и нагревательное устройство для его осуществления (варианты)
RU2476784C2 (ru) Вихревая установка для газоразделения
JP6203958B2 (ja) ツーパスボイラ構造を備える連続流動蒸気発生器
RU2220330C2 (ru) Направляющий аппарат центробежного насоса
EP3736482B1 (en) Bend pipe and fluid machine comprising same
CN106156426B (zh) 一种基于熵产分析的核电用泵环形压水室水力优化设计方法
CN205024308U (zh) 一种氮化炉冷却段的冷却装置
RU2578236C1 (ru) Способ создания тяги двигателя и конструкция двигателя
RU153284U1 (ru) Вихревой регулятор давления
CN212716914U (zh) 发动机汽缸的湿式缸套
US10258914B2 (en) Device for circulating a gas in a closed circuit
RU131416U1 (ru) Охлаждаемая лопатка газовой турбины
RU2338971C1 (ru) Вихревая труба
RU135738U1 (ru) Многоступенчатый центробежный насос со встречным расположением групп рабочих колес
RU2210043C2 (ru) Кинетический насос-теплообменник
RU2586232C2 (ru) Способ вихревого редуцирования давления газа
RU102984U1 (ru) Вихревой холодильно-нагревательный аппарат
WO2014109664A1 (ru) Вихревое силовое устройство
RU2041432C1 (ru) Вихревая труба в.и.метенина
SU590480A1 (ru) Адсорбционный насос

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20150208