SU881479A1 - Вихрева труба - Google Patents

Description

54J ВИХРЕВАЯ ТРУБА

1

Изобретение относитс  к устройствам , называемым вихревыми трубами , которые предназначены дл  одновременного получени  в одном устройстве холодного и гор чего потоков газа. Энергоразделение в .в}1хревой трубе осуществл етс  путем использовани  вихревого эффекта Ранка-Хилша. Така  труба может быть использована дл  получени  холода в йаЛогабаритных установках с ограниченным весом, а также в агрегатах, услови  эксплуатации которых не допускают применени  вихревых труб с подвижными узлами и электрическим или механическим приводом. Возникновение и интенсив ность эффекта вихревого энергоразделени  во многом определ ютс  аэродинамической структурой закручещнрго потока в вихревой трубе, конструкций завихрител , а также особенност ми узлов отвода гор чего и холодного гаэа. Если вихрева  труба подключаетс  к источнику сжатого газа посто нного давлени  , то регулирование ее работы .осуществл етс  применением регулирующего органа на выходе гор чего потока из трубы.

Известны вихревые трубы, в которых в качестве такого органа использована

поворотна  заслонка. Регулирующие органы таких труб представл ют собой подвижные механические узлы, требующие приводных механизмов, непосредственно состыкованных с корпусами вихревых труб

Однако это усложн ет конструкцию и эксплуатацию труб, ограничивает область их применени .

10

Наиболее близкой к предлагаемой v  вл етс  вихрева  труба, содержаща  камеру энергетического разделени  с улиточным сопловым вводом сжатого газа и диафрагмой вывода холодного

15 потока} 2.

Недостатком конструкции  вл етс  невозможность регулировать работу этой вихревой трубы если она подключена к источнику сжатого газа пос20 то нного давлени .

Цель изобретени  - расширение диапазона регулировани  рабочих параметров вихревой . ,

25

Данна  цель достигаетс  тем, что улиточный сопловый ввод заключен с зазором в кожух, образующий с ним кольцевую полость,снабженную индивидуальным патрубком подвода сжатого

30 газа, а стенка улиточного соплового

ввода выполнена из пористого материала .

На фиг, 1 схематически показана предложенна  вихрева  труба, на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1, на фиг. 3 - график зависимости статического давлени  на оси трубы от вдува 5 воздуха через пористую стенку, на фиг. 4 - график зависимости приосевого обратного тока от вдува воздуха через пористую стенку.

Труба содержит камеру энергети- О ческого разделени  1 с улиточным соп-. ловым вводом (.улиткой7 2 и диафрагмой 3 вывода холодного потока. Улиточный сопловой ввод 2 помещен с кольцевым зазором в кожух 4 , имеющий индиви- 15 дуальный патрубок 5, а стенка б улиточного соплового ввода 2 выполнена из пористого материала, проницаемого дл  газа. Между вводом 2 и кожухом 4 образована кольцева  полость 7. 20 Труба работает следующим образом. Сжатый газ от источника Г не показан ) посто нного давлени  двум  потоками подаетс  на улиточный сопловой ввод 2 и через патрубок 5 в кольце- , вую полость 7. Первый поток газа интенсивно закручиваетс  внутри соплового ввода 2 и поступает в камеру 1 Особенностью работы этой конструкции  вл етс  то, что второй поток газа из кольцевой полости 7 через по- 30 ристую стенку 6 вдуваетс  внутрь улиточного соплового ввода2, где .воздействует на закрутку первого потока газа. Закрученный газовый поток из объема улиточного соплового ввода 35 2 поступает в камеру 1, где происходит процесс энергоразделени . Холод-, ный газ из приосевой области закрученного потока выходит через диафрагму 3, а гор чий газ выводитс  из про- 40 тивоположного диафрагме 3 конца камеры 1. Измен   соотношение расходов газа, подаваемого на улиточный сопловой ввод 2 и в кольцевую полость 7, можно в широких пределах измен ть 4S такие важные параметры закрученного потока, вли ницие на процесс энергоразделени  в вихревой трубе, как ширину приосевого обратного тока и разрез сение на оси трубы. Тем самым измет. KQ н етс  расход и температура хблодного газа, отводимого из трубы через диафрагму 3, следовательно,имеетс  новый положительный эффект - регулирование холодопроизводительности даже если вихрева  трубаработает от ис- точжика газа посто нного давлени .

Обоснованием возможности получени  нового положительного эффекта могут служить результаты npdBeденной экспериментальной работы. 40 Изучено вли ние вдува воздуха через Проницаемую пористую стенку улиточного ввода на процесс формировани  закрученного потока воздуха в улитке.Радиальный вдув через прони- 65

цаемую стенку приводит в опытах к изменению всех без исключени  параметров закрученного потока в улитке, а также к существенной перестройке полей скоростей и давлений. В частност измен ютс  такие важные характеристи ки потока, определ ющие процесс энергоразделени  в вихревой трубе, как разрежение на оси трубы,ширина зоны разрежени  и ширина приосевого обратного тока. На фиг. 3 и 4 пойазй- ны полученные экспериментальные зависимости статического давлени  Р, н оси трубы и относительной ширины Е з гЕ j г осевого обратного тока от относительного расхода Cj,-Qg/Q радиально вдуваемого через стенку воздуха . На фиг. 3 и 4 обозначено:

I- ширина обратного тока,

г - внутренний радиус камеры энергетического разделени  трубы,

II- расход вдуваемого через стенку

улиточного ввода воздуха, Q - расход воздуха, подаваемого в

улиточный ввод на закрутку На фиг. 3 крива  О соответствует QQ const, крива  Г- QQ+Q const.

Из графика на фиг. 3 видно, что давление на оси трубы измен етс  под действием вдува от - 100 до 300 кг/м, а из графика на фиг. 4, что относительна  ширина осевого обратного тока измен лась в пределах 0,5 - 0,17 при тех же услови х вдува воздуха. Давление на оси потока и ширина осевого обратного тока  вл ютс  важными параметрами, определ ющими вихревой эффект энергоразделени .

Таким образом, использование вдува через проницаемую (пористую стенку улиточного соплового ввода обеспечивает широкий диапазон регулировани  работы вихревой трубы.

Claims (2)

1.Авторское свидетельство СССР № 461280, кл. F 25 В 9/02, 1972, .

2.Авторское свидетельство СССР 445229, кл. F 25 В 9/02, 1972.

фиг. 7

4 А