SU1101633A2 - Vortex tube - Google Patents

Vortex tube Download PDF

Info

Publication number
SU1101633A2
SU1101633A2 SU833590684A SU3590684A SU1101633A2 SU 1101633 A2 SU1101633 A2 SU 1101633A2 SU 833590684 A SU833590684 A SU 833590684A SU 3590684 A SU3590684 A SU 3590684A SU 1101633 A2 SU1101633 A2 SU 1101633A2
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
gas
energy separation
separation chamber
pipe
collector
Prior art date
Application number
SU833590684A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Анатолий Николаевич Балалаев
Александр Борисович Бобков
Александр Петрович Меркулов
Original Assignee
Куйбышевский Ордена Трудового Красного Знамени Авиационный Институт Им.Акад.С.П.Королева
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 Куйбышевский Ордена Трудового Красного Знамени Авиационный Институт Им.Акад.С.П.Королева filed Critical Куйбышевский Ордена Трудового Красного Знамени Авиационный Институт Им.Акад.С.П.Королева
Priority to SU833590684A priority Critical patent/SU1101633A2/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1101633A2 publication Critical patent/SU1101633A2/en

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B9/00Compression machines, plants or systems, in which the refrigerant is air or other gas of low boiling point
    • F25B9/02Compression machines, plants or systems, in which the refrigerant is air or other gas of low boiling point using Joule-Thompson effect; using vortex effect
    • F25B9/04Compression 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)
  • Separation By Low-Temperature Treatments (AREA)
  • Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)

Abstract

1. ВИХРЕВАЯ ТРУБА по авт. св. № 992948, отличающа с  тем, что, с целью повышени  адиабатного КПД, труба содержит второй кольцевой сборник газа, аналогичный первому и расположенный с противоположной от него стороны камеры энергетического разделени , причем сборники сообш,ены с выводными каналами на окружност х , описанных разными радиусами, конец меньшего из которых расположен на оси соответствующего канала. 2. Труба по п. 1, отличающа с  тем, что камера энергетического разделени  со стороны гор чего конца имеет осевой ввод, подключенный к сборникам газа, причем к первому из них - через холодильник. (Л Од оо со1. VORTEX PIPE by author. St. No. 992948, characterized in that, in order to increase the adiabatic efficiency, the pipe contains a second annular gas collector, similar to the first one and located on the opposite side of the energy separation chamber, with the collectors communicating with outlet channels on circles circumscribed by different radii , the end of the smaller of which is located on the axis of the corresponding channel. 2. A pipe according to claim 1, characterized in that the energy separation chamber from the hot end has an axial inlet connected to gas collectors, and to the first one through a refrigerator. (L Od oo with

Description

Изобретение относитс  к холодильной технике, а именно - к вихревым трубам и может быть использовано дл  охлаждени  различных объектов.The invention relates to refrigeration engineering, namely, to vortex tubes and can be used to cool various objects.

Известны вихревые трубы, содержащие камеру энергетического разделени , состо щую из дисков, установленных вплотную и имеющих в каждом центральное отверстие и сопр женное с ним щелью отверстие меньшего диаметра, расположенное по периферии центрального отверсти . Периферийные отверсти  смежных дисков смещены друг относительно друга на 60°. Все эти отверсти   вл ютс  источниками пульсаций давлени , которые интенсифицируют радиальный тепло- и массообмен в камере смещени , образованной, центральными отверсти ми дисков 1.Vortex tubes are known that contain an energy separation chamber consisting of discs mounted closely and having a central opening in each and a hole of smaller diameter adjoining it with a slot, located along the periphery of the central opening. The peripheral holes of the adjacent disks are offset from each other by 60 °. All these holes are sources of pressure pulsations, which intensify the radial heat and mass transfer in the displacement chamber formed by the central holes of the disks 1.

Однако, такие трубы обладают недостаточно высоким адиабатным КПД, так как наиболее гор чие слои газа, вращающиес  в периферийных отверсти х камеры энергетического разделени , не имеют свободного выхода через дроссельный вентиль, что приводит к нежелательной передаче тепла от периферийных слоев газа к холодным приосевым сло м камеры энергетического разделени , а также к выравниванию температуры по радиусу периферийных каналов.However, such pipes have not sufficiently high adiabatic efficiency, since the hottest gas layers rotating in the peripheral openings of the energy separation chamber do not have free exit through the throttle valve, which leads to undesirable heat transfer from the peripheral gas layers to the cold axial layers energy separation chambers, as well as temperature equalization along the radius of the peripheral channels.

По основному авт. св. № 992948 известна также вихрева  труба, содержаща  камеру энергетического разделени , сопловой ввод, диафрагму с дроссельным вентилем, в стенке которой выполнены цилиндрические отверсти , сообщенные с полостью камеры энергетического разделени  и расположенные равномерно по ее периметру по всей длине с образованием продольных выводных каналов; камера на выходе снабжена кольцевым сборником газа, сообщенным со всеми выводными каналами и имеющим автономный регулируемый дроссель 2.According to the main author. St. No. 992948 also known is a vortex tube containing an energy separation chamber, a nozzle inlet, a diaphragm with a throttle valve, in the wall of which cylindrical holes are made, communicated with the cavity of the energy separation chamber and located evenly along its perimeter along the entire length with the formation of longitudinal outlet channels; the chamber at the exit is equipped with an annular gas collector in communication with all outlet channels and having an autonomous adjustable choke 2.

Известно, что в цилиндрических каналах , в которых создаетс  вращательное движение газа, на оси температура газа меньще, чем на периферии. Однако, если хот  бы один торец такого канала заглущен , то температура газа по радиусу канала выравниваетс , что снижает уровень температур , достигаемых на периферии канала. Данные процессы протекают в выводных каналах известной вихревой трубы, так как газ в них вращаетс  за счет передачи момента количества движени  от газа, вращающегос  в камере энергетического разделени .It is known that in cylindrical channels in which gas rotational motion is created, the gas temperature on the axis is lower than at the periphery. However, if at least one end of such a channel is filled, the gas temperature is equalized along the channel radius, which reduces the level of temperatures reached at the periphery of the channel. These processes take place in the outflow channels of a known vortex tube, since the gas in them is rotated by transferring the moment of momentum from the gas rotating in the energy separation chamber.

Цель изобретени  - повыщение адиабатного КПД.The purpose of the invention is to increase the adiabatic efficiency.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что вихрева  труба содержит второй кольцевой сборник газа, аналогичный первому и расположенный с противоположной от него стороны камеры энергетического разделени , причем сборники сообщены с выводными каналами на окружност х, описанных разными радиусами, конец меньшего из которых расположен на оси соответствующего канала .При этом камера энергетического разделени  со стороны гор чего конца имеет осевой ввод, подключенный к сборникам газа, причем к первому из них - через холодильник .The goal is achieved by the fact that the vortex tube contains a second annular gas collector, similar to the first one and located on the opposite side of the energy separation chamber, the collections communicating with outlet channels on circles circumscribed by different radii, the end of the smallest of which is located on the axis of the corresponding channel In this case, the energy separation chamber on the hot end side has an axial inlet connected to the gas collectors, and to the first of them - through a refrigerator.

На фиг. 1 схематически показана вихрева  труба, продольный разрез; на фиг. 2 -FIG. 1 schematically shows a vortex tube, a longitudinal section; in fig. 2 -

разрез А-А фиг. 1. section A-A of FIG. one.

Вихрева  труба содержит корпус 1, сопловой тангенциальный ввод 2 дл  подачи сжатого воздуха, диафрагму 3 дл  вь1хода охлажденного газа, дроссель 4, сборник 5The vortex tube includes a housing 1, a nozzle tangential inlet 2 for supplying compressed air, a diaphragm 3 for directing the cooled gas, a choke 4, a collector 5

5 подогретого газа с дроссельным вентилем 6, камеру 7 энергетического разделени , соединенную с периферийными цилиндрическими выводными каналами 8 посредством продольных щелей 9.5 of heated gas with a throttle valve 6, an energy separation chamber 7 connected to peripheral cylindrical discharge channels 8 by means of longitudinal slits 9.

Оси каналов 8 параллельны образующейThe axes of channels 8 are parallel to the generatrix

0 камеры 7 энергетического разделени  и совмещены с отверсти ми 10, выполненными в стенке кольцевого сборника 11, имеющего дроссельный вентиль 12. К камере 7 энергетического разделени  с, противоположной сто5 роны крепитс  кольцевой сборник 13 гор чего потока после дросселей 14, имеющий дроссельный вентиль 15. Сборник 11 посредством трубопровода 16 с вентилем 17 может быть соединен с камерой 7 энергетического разделени  со стороны ее гор чего конца0, the energy separation chambers 7 and are aligned with the apertures 10 formed in the wall of the annular collector 11 having a throttle valve 12. To the energy separation chamber 7, an annular collector 13 of hot flow after the throttles 14, having a throttle valve 15, is attached to the energy separating chamber 7 opposite to the side. The collector 11 can be connected via a pipe 16 with a valve 17 to an energy separation chamber 7 from its hot end.

0 через осевой ввод 18. Сборник 13 также может быть соединен с вводом 18 через холодильник 19 и трубопровод 20 с вентилем 21. Таким образом, сборник II сообщен с камерой 7 на меньщем радиусе, чем сборник 13.0 through the axial inlet 18. Collector 13 can also be connected to inlet 18 through refrigerator 19 and pipe 20 with valve 21. Thus, collector II communicates with chamber 7 at a smaller radius than collector 13.

5 Вихрева  труба работает следующим образом .5 Vortex tube works as follows.

Поток газа, вытека  из тангенциального ввода 2, нреобретает в камере 7 энергети0 ческого разделени  вращательное движение . Охлажденные приосевые слои газа вывод тс  через диафрагму 3 к потребителю. Периферийные наиболее нагретые слои газа движутс  через дроссель 4 в сборник 5 и вывод тс  в атмосферу через дроссельныйThe gas flow, resulting from the tangential entry 2, does not require a rotational movement in the energy separation chamber 7. The cooled paraxial gas layers are led through the diaphragm 3 to the consumer. The peripheral, most heated gas layers move through choke 4 to collector 5 and are released to the atmosphere through choke valve.

5 вентиль 6. Часть подогретого периферийного газа через щели 9 попадает в периферийные цилиндрические каналы 8, где также устанавливаетс  вращательное движение. В каналах 8 происходит вторичный вихревой5, a valve 6. A portion of the heated peripheral gas passes through the slots 9 into the peripheral cylindrical channels 8, where rotational motion is also established. In channels 8, a secondary vortex occurs

„ эффект, в результате которого в сборник 11 вытекает газ, менее нагретый, чем поступающий в каналы 8. Газ из сборника 11 может через дроссельный вентиль 12 либо подаватьс  на объект охлаждени , либо выбрасыватьс  в атмосферу. Этот газ также мо5 жет подаватьс  в камеру 7 энергетического разделени  по ее осевому вводу 18 через трубопровод 16, причем расход его регулируетс  вентилем 17. Из сборника 13 газAn effect that results in gas escaping to the collector 11, which is less heated than the feeds to the channels 8. The gas from the collector 11 can be fed through the throttle valve 12 to the cooling facility or released to the atmosphere. This gas can also be supplied to the chamber 7 of energy separation through its axial inlet 18 through pipe 16, and its flow is regulated by valve 17. From collection 13, gas

может сбрасыватьс  в атмосферу через дроссельный вентиль 15.can be discharged into the atmosphere through the throttle valve 15.

Так как периферийные слои газа в каналах 8 из-за имеющего в них место вихревого эффекта имеют температуру более высокую, чем температура гор чего газа в сборнике 5, то тем самым увеличиваетс  эффективность охлаждени  внешним жидкостным холодильником 19 наиболее нагретых элементов конструкции камеры 7 энергетического разделени , трубопровода и сборника 13. Охлажденный в холодильнике 19 газ, выход щий из сборника 13, подаетс  в камеру 7 энергетического разделени  по ее осевому вводу 18 через трубопровод 20, причем его расход регулируетс  вентилем 21.Since the peripheral gas layers in the channels 8 have a higher temperature than the hot gas in collector 5 due to the vortex effect that they contain, this increases the cooling efficiency of the 19 most heated structural elements of the energy separation chamber 7 with an external liquid cooler, the pipeline and the collector 13. The gas, cooled in the refrigerator 19, coming out of the collector 13, is supplied to the chamber 7 of the energy separation through its axial inlet 18 through the pipeline 20, and its flow is regulated by veins Ilem 21.

По сравнению с основным изобретением данна  вихрева  труба позволит дополнительно повысить температуру нагретого В периферийных каналах газа на 10-20°С в результате протекающего в них вихревого эффекта, что в свою очередь повысит эффективность охлаждени  конструкции внешним холодильником и увеличит адиабатный КПД на-3-4%.Compared with the basic invention, this vortex tube will further increase the temperature of the gas heated into the peripheral channels by 10-20 ° C as a result of the vortex effect flowing through them, which in turn will increase the cooling efficiency of the structure with an external cooler and increase the adiabatic efficiency by 3-4. %

фиг. 2FIG. 2

Claims (2)

1. ВИХРЕВАЯ ТРУБА по авт. св. № 992948, отличающаяся тем, что, с целью повышения адиабатного КПД, труба содержит второй кольцевой сборник газа, аналогичный первому и расположенный с противоположной от него стороны камеры энергетического разделения, причем сборники сообщены с выводными каналами на окружностях, описанных разными радиусами, конец меньшего из которых расположен на оси соответствующего канала.1. VORTEX PIPE by ed. St. No. 992948, characterized in that, in order to increase the adiabatic efficiency, the pipe contains a second annular gas collector, similar to the first and located on the opposite side of the energy separation chamber, the collectors communicating with the outlet channels on circles described by different radii, the end of the smaller of which is located on the axis of the corresponding channel. 2. Труба по π. 1, отличающаяся тем, что камера энергетического разделения со стороны горячего конца имеет осевой ввод, подключенный к сборникам газа, причем к первому из них — через холодильник.2. The pipe in π. 1, characterized in that the energy separation chamber on the hot end side has an axial input connected to the gas collectors, and to the first one through a refrigerator. SU .,„1101633SU., „1101633
SU833590684A 1983-05-12 1983-05-12 Vortex tube SU1101633A2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU833590684A SU1101633A2 (en) 1983-05-12 1983-05-12 Vortex tube

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU833590684A SU1101633A2 (en) 1983-05-12 1983-05-12 Vortex tube

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU992948 Addition

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1101633A2 true SU1101633A2 (en) 1984-07-07

Family

ID=21063211

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU833590684A SU1101633A2 (en) 1983-05-12 1983-05-12 Vortex tube

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1101633A2 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
1. Авторское свидетельство СССР № 638812, кл. F25 В.9/02, 1978. 2. Авторское свидетельство СССР № 992948, кл. F 25 В 9/02, 1981. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106152585B (en) Air refrigerator
US4660632A (en) Heat exchanger
US2946192A (en) Gas turbine power plant
US4310046A (en) Regenerative heat exchanger
SU1101633A2 (en) Vortex tube
US3241598A (en) Method and apparatus for evaporating liquids
US2818935A (en) Combined centrifugal separator and heat exchanger
US2204169A (en) Turbine for the expansion of gas to produce refrigeration
US2770103A (en) Portable cooling device for fluids and food
US2861431A (en) Expanding gas in a plurality of vortex tubes
US4298359A (en) Centrifugal separator having heat transfer means
US2955432A (en) Vortex tube with internal cooling
US4671064A (en) Heater head for stirling engine
US3256712A (en) Cryostat heat exchanger
SU1121556A1 (en) Vortex tube
SU1749684A1 (en) Heat exchanger
SU992948A1 (en) Vortex pipe
EP0067044A2 (en) Heat exchanger
JPS5677690A (en) Heat exchanger
US4577682A (en) Heat exchanger
US2565513A (en) Heat exchanger
SU1231369A2 (en) Vortex vertical shell-and-tube heat exchanger
US2499384A (en) Multifluid manifold
US3934574A (en) Heat exchanger
CN110081014B (en) Centrifugal vortex tube with blades rotating