Vortex tube принцип работы

Добавил пользователь Morpheus
Обновлено: 19.09.2024

Сжатый газ подается по касательной в вихревую камеру и ускоряется до высокой скорости вращения . Из-за конического сопла на конце трубы только внешняя оболочка сжатого газа может выходить на этом конце. Остальная часть газа вынуждена возвращаться во внутренний вихрь уменьшенного диаметра во внешнем вихре.

СОДЕРЖАНИЕ

Для объяснения температурного разделения в вихревой трубе есть два основных подхода:

Этот подход основан только на физических принципах и не ограничивается только вихревыми трубками, но применим к движущемуся газу в целом. Это показывает, что разделение температур в движущемся газе происходит только из-за сохранения энтальпии в движущейся системе отсчета.

Тепловой процесс в вихревой трубе можно оценить следующим образом: 1) Адиабатическое расширение набегающего газа, которое охлаждает газ и превращает его теплосодержание в кинетическую энергию вращения. Полная энтальпия, которая является суммой энтальпии и кинетической энергии, сохраняется. 2) Периферический вращающийся поток газа движется к горячему выходу. Здесь рекуперация тепла эффект имеет место между быстро вращающимся периферическим потоком и противоположным медленно вращающимся осевым потоком. Здесь тепло передается от осевого потока к периферическому. 3) Кинетическая энергия вращения превращается в тепло за счет вязкой диссипации. Температура газа повышается. Поскольку в процессе рекуперации тепла общая энтальпия увеличилась, эта температура выше, чем у поступающего газа. 4) Часть горячего газа выходит из горячего выхода, унося излишки тепла. 5) Остальной газ уходит в сторону холодного выхода. Когда он проходит к выходу для холода, его тепловая энергия передается периферическому потоку. Хотя температура на оси и на периферии везде примерно одинакова, вращение на оси медленнее, поэтому общая энтальпия также ниже.6) Охлажденный газ с низкой общей энтальпией из осевого потока выходит из холодного выхода.

где - полная или температура торможения вращающегося газа в радиальном положении , абсолютная скорость газа, наблюдаемая из стационарной системы отсчета, обозначается значком ; угловая скорость системы есть и есть изобарная теплоемкость газа. Это уравнение было опубликовано в 2012 году; он объясняет фундаментальный принцип работы вихревых трубок. Поиски этого объяснения начались в 1933 году, когда была открыта вихревая труба, и продолжались более 80 лет. Т р → >> v → >> ω → >> c п >

Таким образом, вихревая трубка представляет собой безроторный турбодетандер . [4] Он состоит из безроторной турбины с радиальным притоком (холодный конец, центр) и безроторного центробежного компрессора (горячий конец, периферия). Выходная мощность турбины преобразуется компрессором на горячем конце в тепло.

Этот подход основан на наблюдениях и экспериментальных данных. Он специально адаптирован к геометрической форме вихревой трубы и деталям ее потока и разработан с учетом конкретных наблюдаемых характеристик сложного потока вихревой трубы, а именно турбулентности, акустических явлений, полей давления, скорости воздуха и многих других. Опубликованные ранее модели вихревой трубы феноменологичны. Они есть:

Радиальный перепад давления: центробежное сжатие и расширение воздуха
Радиальная передача углового момента
Радиальный акустический поток энергии
Радиальный тепловой насос

Подробнее об этих моделях можно прочитать в недавних обзорных статьях о вихревых трубках. [5] [6]

Феноменологические модели были разработаны в более раннее время, когда турбинное уравнение Эйлера не было тщательно проанализировано; в технической литературе это уравнение изучается в основном для того, чтобы показать рабочую мощность турбины; в то время как анализ температуры не проводится, поскольку охлаждение турбин имеет более ограниченное применение, в отличие от выработки электроэнергии, которая является основным применением турбин. Феноменологические исследования вихревой трубы в прошлом были полезны для представления эмпирических данных. Однако из-за сложности вихревого течения этот эмпирический подход смог показать только некоторые аспекты эффекта, но не смог объяснить принцип его действия. Посвященные эмпирическим деталям, эмпирические исследования долгое время заставляли эффект вихревой трубки казаться загадочным, а его объяснение - предметом споров.

Вихревые трубы имеют меньшую эффективность, чем традиционное оборудование для кондиционирования воздуха. [21] Они обычно используются для недорогого точечного охлаждения при наличии сжатого воздуха.

Коммерческие вихревые трубки предназначены для промышленного применения и обеспечивают падение температуры до 71 ° C (127 ° F). Без движущихся частей, без электричества и без хладагента, вихревая трубка может производить охлаждение до 6000 БТЕ / ч (1800 Вт), используя только 100 стандартных кубических футов в минуту отфильтрованного сжатого воздуха при давлении 100 фунтов на квадратный дюйм (6,9 бар). Регулирующий клапан на выходе горячего воздуха регулирует температуру, потоки и охлаждение в широком диапазоне. [22] [23]

Мы делаем все, чтобы ваше оборудование ни в чем не нуждалось -->

Поиск по сайту

Вихревая трубка (Vortex Tubes) – дешевое и эффективное решение для различных задач по локальному охлаждению в условиях производства. Используя сжатый воздух в качестве источника энергии, вихревые трубки генерируют два потока воздуха, горячий и холодный.

В своей работе вихревая трубка сжатого воздуха использует вихревой эффект (эффект Ранка-Хилша) — эффект разделения газа или жидкости при закручивании в цилиндрической или конической камере на две фракции. На периферии образуется закрученный поток с большей температурой, а в центре — закрученный охлажденный поток, причем вращение в центре происходит в обратную сторону, чем на периферии. В работе вихревая трубка использует сжатый воздух давлением 5,5 – 6,9 Бар. Попадая в цилиндрическую камеру поток сжатого воздуха раскручивается вдоль стенок камеры вплоть до 1 000 000 оборотов в минуту. При этом воздушный поток разделяется на 2 фракции. Фракция теплого воздуха покидает камеру вихревой трубки с одной стороны, фракция холодного – с другой.

Особенности вихревой трубки

Температуры от -46° до 127°С
Расход воздуха от 28 до 4 248 литров в минуту
Охлаждающая мощность до 10 200 BTU /час (2 571 ккал/час)

Применение вихревой трубки

охлаждение электронных компонентов,
охлаждение шкафов управления,
охлаждение при производственных операциях,
охлаждение систем видеонаблюдения,
закрепление термоклея,
охлаждение после пайки,
охлаждение сварных швов,
охлаждение проб газов,
охлаждение в климатических камерах.

Температура, расход воздуха и охлаждающая мощность могут быть отрегулированы в широком диапазоне с помощью регулирующего клапана. Вихревые трубки EXAIR изготавливаются из нержавеющей стали. Коррозионная стойкость нержавеющей стали и стойкость к окислению обеспечивают годы надежной работы. Вихревые трубки не содержат движущиеся части, поэтому не требуют технического обслуживания.

Вихревая трубка модель 3202

сохраняет холодными пластиковые

детали в процессе ультразвуковой сварки

Мощность воздушного потока и его температура регулируются с помощью регулировочного клапана со стороны выхода горячего воздуха. Открытие клапана уменьшает мощность холодного потока воздуха и уменьшает его температуру. Закрытие клапана, наоборот, увеличивает мощность холодного потока и повышает его температуру.

Количество воздуха, покидающего вихревую трубку через отверстие для холодного воздуха, в процентном выражении называется холодная фракция. В большинстве случаев при 80% выходе холодной фракции вихревая трубка обеспечивает наилучшее соотношение мощности холодного потока и его температуры, или другими словами обеспечивает наилучшее охлаждение.

При выходе холодной фракции 50% и менее, обеспечиваются наименьшие температуры холодного воздуха. При этом мощность холодного потока приносится в жертву более низким температурам. Настройка вихревой трубки достаточно проста.

Для регулировки температуры вихревой трубки достаточно поместить термометр в воздушный поток около выходного отверстия вихревой трубки, и с помощью регулировочного клапана вихревой трубки установить мощность потока с необходимой температурой. Наибольшая мощность охлаждения (выход холодной фракции 80%) достигается, когда температура выходящего потока на 28°С ниже температуры сжатого воздуха.

Модельный ряд вихревых трубок EXAIR

Специальная модель вихревой трубки для использования в условиях высоких температур сохраняет линзы бароскопа холодными при помещении в нагреватель с температурой 650 °С

EXAIR выпускает две серии вихревых трубок: серия 3200 и серия 3400.

Серия 3200 отлично подходит для стандартных операций по охлаждению частей, воздуха, камер, в случаях, когда требуется наибольшая мощность охлаждения ( BTU /час или ккал/час).

Вихревые трубки серии 3400 используются в случаях, когда необходимы наименьшие температуры, например, при охлаждении образцов в лаборатории.

Также компания EXAIR выпускает специальные вихревые трубки для использования в особых условиях, или имеющих особые характеристики. Так, вихревые трубки для использования в условиях высоких температур (High Temperature Vortex Tube) разработаны для использования при высоких температурах окружающего воздуха (до 52°C).

Вихревая трубка выпускается трех разных размеров. Вихревые трубки каждого размера могут обеспечивать определенные характеристики выходящего потока. Характеристики выходящего потока при этом зависят от составной внутренней части трубки, называемой “генератор”.

Генератор вихревой трубки можно менять, изменяя технические характеристики устройства и характеристики воздушного потока. Генератор можно заказать отдельно от вихревой трубки. Если известна охлаждающая мощность (BTU /час или ккал/час) или известны мощность воздушного потока и его температура, то просто подберите необходимую модель вихревой трубки с помощью таблицы с техническими характеристиками (см. ниже).

Аннотация научной статьи по строительству и архитектуре, автор научной работы — Белоусов А.М., Исрафилов И.Х., Харчук С.И.

Вихревая труба , или труба Ранка-Хилша , представляет собой устройство, позволяющее получить потоки холодного и горячего воздуха при подаче на вход сжатого газа и его последующей закрутке в камере энергоразделения. В данной статье рассматривается эффективность использования вихревой трубы в качестве охладителя. Обсуждены технические и экологические преимущества использования систем подобного рода. Приведены и описаны основные типы конструкций вихревых труб . В статье также приводится краткий обзор результатов экспериментальных исследований и численного моделирования, приведенных в предыдущих работах по изучению температурного разделения в вихревых трубах .

Ranque-Hilsch vortex tube as perspective device of low temperature obtaining

The vortex tube (the Ranque-Hilsch tube ) is a device that enables the separation of hot and cold air as compressed gas flows tangentially into the vortex chamber through inlet nozzles. The paper describes on investigation of the effectiveness of the vortex tube as a refrigerator. Engineering and environmental advantages of such systems were discussed. The basic types of constructions of the vortex tubes were given and described. The paper also reviews the experimental investigations and numerical simulations presented in previous studies on temperature separation in the vortex tubes.

Вихревая труба Ранка-Хилша как перспективное устройство

получения низких температур

Вихревая труба, или труба Ранка-Хилша, представляет собой устройство, позволяющее получить потоки холодного и горячего воздуха при подаче на вход сжатого газа и его последующей закрутке в камере энергоразделения. В данной статье рассматривается эффективность использования вихревой трубы в качестве охладителя. Обсуждены технические и экологические преимущества использования систем подобного рода. Приведены и описаны основные типы конструкций вихревых труб. В статье также приводится краткий обзор результатов экспериментальных исследований и численного моделирования, приведенных в предыдущих работах по изучению температурного разделения в вихревых трубах.

Ключевые слова: вихревая труба, труба Ранка-Хилша, температурное разделение, холодильная техника, экология

Ranque-Hilsch vortex tube as perspective device of low temperature obtaining

Naberezhnye Chelny institute (branch) of Kazan Federal University, 423810, Republic of Tatarstan, Naberezhnye Chelny, Mira avenue, 68/19 (1/18),

Kazan State Power Engineering University, 420066, Republic of Tatarstan, Kazan, Krasnoselskaya street, 51

The vortex tube (the Ranque-Hilsch tube) is a device that enables the separation of hot and cold air as compressed gas flows tangentially into the vortex chamber through inlet nozzles. The paper describes on investigation of the effectiveness of the vortex tube as a refrigerator. Engineering and environmental advantages of such systems were discussed. The basic types of constructions of the vortex tubes were given and described. The paper also reviews the experimental investigations and numerical simulations presented in previous studies on temperature separation in the vortex tubes.

Keywords: vortex tube, Ranque-Hilsch tube, temperature separation, refrigeration, ecology.

Необходимость получения холода была и остается одной из важных задач для различных сфер жизнедеятельности. Как, например, в быту - для сохранения продуктов питания, так и в промышленности, где низкотемпературные технологии получили

широкое применение на всех этапах производственного цикла - от изготовления изделия, до его испытания [1].

Наиболее популярным решением в области холодопроизводства является применение парокомпрессионных машин. Однако, основным недостатком хладогенераторов подобного типа является необходимость использования хладагентов (фреон, аммиак), которые могут нанести вред как жизни и здоровью человека, так и окружающей среде [2].

Альтернативным способом получения холода является применение установок на основе вихревой трубы Ранка-Хилша. Суть вихревого эффекта заключается в разделении газа при закручивании в цилиндрической или конической камере на две фракции. На периферии образуется закрученный поток с большей температурой, а в центре -закрученный охлажденный поток, причем вращение в центре происходит в другую сторону, чем на периферии. На рис.1 представлена одна из возможных конструкций вихревой трубы [3].

—>—I ПоОбоЗ сжатого Выход холодного 1 Воздуха Выход горячего

Рис. 1. Схема вихревой трубы [3]: 1 - сопловой ввод; 2 - камера энергоразделения; 3 - диффузор холодного потока; 4 - развихритель горячего потока; 5 - сопловой сужающийся канал.

Можно выделить следующие достоинства вихревых труб по сравнению с парокомпрессионными машинами:

1. отсутствие необходимости в хладагентах и теплоносителях;

2. простота конструкции, компактность;

3. дешевизна изготовления, простота обслуживания и ремонта;

4. отсутствие подвижных узлов и, как следствие, высокая надежность;

5. высокая скорость выхода на рабочий режим;

6. возможность осуществления нескольких процессов одновременно (охлаждение, нагрев, фазоотделение).

К недостаткам указанного способа получения холода можно отнести:

1. относительно низкая энергетическая эффективность;

2. необходимость использования мощного компрессора для получения низких температур.

Перечисленные положительные свойства вихревых труб позволяют придать технологическим системам такие качества, как безопасность, экологичность, технологичность, быстродействие, простота в изготовлении и эксплуатации. Указанные достоинства уже позволяют конкурировать с парокомпрессионными установками [4,5].

По энергетической эффективности и удельной холодопроизводительности вихревые трубы значительно уступают турбинным и парокомпрессионным машинам. Поэтому в областях, где холод является постоянной необходимостью, вихревые аппараты неконкурентоспособны по отношению к другим видам холодильной техники. Однако, во многих технологических процесса требуется только периодическая потребность в получении холода: при подогреве термостатированных растворов, обработка зерна от вредителей, охлаждении деталей посадки и тормозов, фрикционных узлов, тиристоров, охлаждение блоков управления программных станков и т.д. [3,6] В этих случаях при отсутствии дополнительных производственных площадей для размещения холодильного оборудования, мелкосерийной продукции, когда нецелесообразно содержать стационарные установки, вихревые холодильники выигрывают по сравнению с фреоновыми.

Можно выделить следующие виды конструкций вихревых труб:

1. разделительные цилиндрические;

3. разделительные конические;

6. с искривленной геометрией.

Принцип работы цилиндрической вихревой трубы [7] заключается в следующем. Газ под высоким давлением подается тангенциально в вихревую камеру через закручивающее устройство. Расширяясь внутри трубы, он организует быстро вращающийся вихрь. Так как диаметр диафрагмы меньше диаметра трубы, то газ начинает двигаться аксиально в сторону конического дросселя по периферийной части трубы. По мере уменьшения закрутки потока по длине трубы возникает обратный градиент давления в приосевой области, вынуждающий газ двигаться от дросселя в сторону диафрагмы.

Особенностью прямоточной вихревой трубы является организация отвода холодного и горячего потоков с одной стороны камеры энергоразделения. Температуры истекающего холодного и горячего потоков для данных труб могут отличаться на 140-230°С. При этом на практике, как правило, используются температуры до -40°С. Данная конструкция оказалась малоэффективной по сравнению с другими и на практике используются редко [3].

Стремление сократить длину вихревой трубы привело к созданию конструкции с конической формой камеры энергоразделения. Угол раскрытия конической части обычно составляет 3°-6° при длине 5-9 калибров. Исследования вихревых труб данной конструкции показали, что создаваемый ими эффект охлаждения выше, чем у цилиндрической при одинаковых условиях.

С целью увеличения эффективности вихревой трубы путем отбора части тепла периферийного вихря была создана конструкция охлаждаемой трубы. Принцип ее работы основан на том, что энергия отводится не только потоком горячего газа, но и дополнительным охлаждающим веществом. Отбор тепла можно осуществлять путем использования рубашки охлаждения или дополнительного внешнего оребрения.

А.П. Меркулов и Ш.А. Пиралишвили [8] предложили для повышения изоэнтропного КПД вводить в приосевую зону камеры энергоразделения со стороны дросселя дополнительный поток газа. Двухконтурные вихревые трубы позволяют сократить потребную мощность на получение заданной холодопроизводительности за счет увеличения расхода холодного воздуха при сохранении температуры.

Вихревая труба с искривленной геометрией пока достаточно редкая конструкция. Она может быть использована в тех случаях, когда, в силу своих габаритов, не могут быть применены трубы стандартной конфигурации. Искривленные вихревые трубы уступают обычным по получаемой разнице температур, но позволяют достичь большей холодопроизводительности [9].

Таким образом, на сегодняшний день существует множество различных типов конструкций вихревой трубы. Но, несмотря на широкое использование эффекта энергоразделения, на данный момент среди ученых нет единого мнения о природе его возникновения. Сложность изучения данного явления связана со сложностью движения потока в вихревой трубе, а также наличием значительных турбулентных пульсаций. Существующие на сегодняшний день гипотезы, объясняющие природу вихревого эффекта, подразделяются на четыре группы:

1. центробежные гипотезы;

3. гипотеза радиальных потоков Хилша-Фултона;

4. гипотеза взаимодействия вихрей.

В настоящее время основными методами изучения процессов, происходящих в вихревой трубе, являются экспериментальные исследования и численное моделирование.

Рассматривая проведенные экспериментальные исследования, можно выделить две основные группы: исследования влияния геометрии вихревой трубы и параметров входного потока на ее эффективность и изучение макроструктуры потока. В таблице 1 приведены некоторые результаты опытных изысканий разных лет, начиная с обнаружения вихревого эффекта в 1933 году.

Сводная таблица экспериментальных исследований вихревых труб [10]

1933 Ranque 12 7 38 -32 -

1947 Hilsch 4,6 11 140 -53 0,23

1950 Webster 8,7 - - - -

1951 Scheper 38,1 2 3,9 -11,7 0,26

19561957 Hartnett, Eckert 76,2 2,4 3,5 -40 -

1956 Мартыновский, Алексеев 4,4/28 12 - -65 -

1957 Scheller, Brown 25,4 6,1 15,6 -23 0,506

1958 Otten 20 8 40 -50 0,43

1959 Lay 50,8 1,68 9,4 -15,5 0

1960 Suzuki 16 5 54 -30 1

1960 Takahama, Kawashima 52,8 - - - -

1962 Sibulkin 44,5 - - - -

1962 Reynolds 76,2 - - - -

1962 Blatt, Trusch 38,1 4 - -99 0

1965 Takahama 28/78 - - - -

1966 Takahama, Soga 28/78 - - - -

1968 Vennos 41,3 5,76 -1 -13 0,35

1969 Bruun 94 2 6 -20 0,23

1973 Soni 6,4/32 1,5/3 - - -

1982 Schlenz 50,8 3,36 - - -

1983 Stephan и др. 17,6 6 78 -38 0,3

1983 Amitani и др. 800 3,06 15 -19 0,4

1988 Negm и др. 11/20 6 30 -42 0,38

1994 Ahlborn и др. 18 4 40 -30 -

1996 Ahlborn и др. 25,4 2,7 30 -27 0,4

2001 Guillaume, Jolly III 9,5 6 - -17,37 0,4

2003 Saidi, Valipour 9 3 - -43 0,6

2004 Ргошуоп§е, Б1ашва-агё 16 3,5 - 33 0,33

2005 Рготуоп§е, Б1ашва-агё 16 3,5 25 30 0,38

2005 АЦ^аШе1 и др. 19 3 1,2 -11 0,1

2010 УаНроиг, Маг1 19,05 3 26 -21 0,3

2007 Бтсег 9 3 Ть-Тс=56 0,9

2011 Бтсег 6x9 4 Ть-Тс=67,6 0,9

2012 Хие и др. 60 2,6 1,4 -7,2 -

С развитием методов численного решения задач гидрогазодинамики некоторые исследователи перешли к изучению вихревого эффекта путем математического моделирования на основе уравнений Навье-Стокса и законов сохранения. Особенно активное развитие это направление исследований получило с конца 90-х гг. с появлением вычислительной техники достаточной производительности. Первые модели имели большое количество допущений и показывали только качественную сходимость. С развитием компьютерной техники стали применяться более точные модели, обеспечившие более достоверные результаты численных экспериментов (таблица 2).

Сводная таблица экспериментов по численному моделированию [10]

Исследователи Модель потока Модель вязкости Сходимость результатов с натурными экспериментами

ЫпёеМгош-Ьа^ (1971) Несжимаемый Алгебраическая модель вязкости Сходимость низкая, но улавливается тенденция к сходимости

БсЫеш (1982) 2D, сжимаемый Алгебраическая модель вязкости Низкая, но качественная сходимость

Ашйат и др. (1983) 2Э, сжимаемый Алгебраическая модель вязкости Достаточная, но предположения сомнительны

Борисов и др. (1993) Несжимаемый Алгебраическая модель вязкости Качественная сходимость

Ош1:оп, Ваккеп (1999) 2Э, сжимаемый к-е модель Достаточно высокая

ЕгоЫт§вёог£, и^ег (1999) 2Э, сжимаемый к-в модель Достаточно высокая

Promvonge (1999) 2Э, сжимаемый ASM и к-е модели Высокая

Behera и др. (2005) 3Э, сжимаемый к-е и RNG k-s модели Достаточно высокая

Aljuwaihel и др. (2005) 2Э, сжимаемый k-s и RNG к-е модели Достаточно высокая

Skye и др. (2006) 2Э, сжимаемый к-е и RNG к-е модели Достаточно высокая

Eiamsa-ard, Promvonge (2006) 2Э, сжимаемый ASM и к-е модели Высокая

Secchiroli, Ricci, Montelpare, D'Alessandro (2009) 2Б, 3Б, сжимаемый RNG к-е, RSM (для 2D), LES (для 3D) модели Достаточно высокая

Baghdad, Ouadha, Imine, Addad (2011) 3Э, сжимаемый к-е, к-ю, SST к-ю, Достаточно высокая (к-е, к-ю,

RSM модели ББТ к-ю) Высокая (ИЗМ)

Bovand, Valipour, Dincer, Tamayol (2013) 3Э, сжимаемый RNG к-е модель Достаточно высокая

Таким образом, вихревые трубы продолжают оставаться актуальным объектом изучения для исследователей. В настоящее время, в силу невысокой энергетической эффективности, охладителям подобного типа сложно конкурировать с традиционными холодильными установками. Однако, четкое понимание процессов, вызывающих вихревой эффект, позволит создать более точную математическую модель явлений, происходящих в вихревой трубе. Это, в свою очередь, даст возможность повысить энергоэффективность установок на основе трубы Ранка-Хилша, а также проводить оценку производительности разрабатываемых охладителей на ранних этапах проектирования.

1. Пархимович А.Ю. Имитационное моделирование температурной стратификации закрученных потоков в вихревых хладогенераторах: дис. на соиск. учен. степ. канд. техн. наук: 05.04.13 / Пархимович А.Ю.; Уфимский гос. авиационный техн. ун-т. -Уфа, 2008. - 124 с.

2. Ховалыг Д.М., Синицына К.М., Бараненко А.В., Цой А.П. Энергоэффективность и экологическая безопасность техники низких температур // Научный журнал НИУ ИТМО. Сер. Холодильная техника и кондиционирование. - 2014. - №1. - С. 2.

3. Хаит А.В. Исследование эффекта энергоразделения с целью улучшения характеристик вихревой трубы: дис. на соиск. учен. степ. канд. техн. наук: 05.04.13 /

Хаит А.В.; Уральский фед. ун-т им. первого президента России Б.Н. Ельцина. -Екатеринбург, 2012. - 199 с.

4. Носков А.С., Хаит А.В., Бутымова А.П., Плешков С.Ю., Ловцов А.В. Энергоэффективность и экономическая целесообразность применения систем искусственного климата на базе вихревой трубы // Инженерно-строительный журнал. - 2011. - №1. - С. 17-23.

5. Носков А.С., Алехин В.Н., Ловцов А.В., Хаит А.В. Энергетическая эффективность систем искусственного климата на базе вихревой трубы // Академический вестник Уралниипроект РААСН. - 2011. - №3. - С. 65-69.

6. Азаров А.И. Вихревые трубы в промышленности. Изобретатель - машиностроению. Энергосбережение и вихревой эффект: исследование и освоение инновационных проектов. - СПб.: Изд-во ЛЕМА, 2010. - 170 с.

7. Алексеев Г.В. Математические методы в пищевой инженерии: Учебное пособие/ Г.В. Алексеев Г.В., Вороненко Б.А., Лукин Н.И. - СПб.: Лань, 2012. - 176 с.

8. Меркулов, А.П. Вихревой эффект и его применение в технике. - М.: Машиностроение, 1969. - 184 с.

10. M.S. Valipour, N. Niazi. Experimental modeling of a curved Ranque-Hilsch vortex tube refrigerator// Int. J. Refrig. 34 (4) (2011) P.1109-1116.

11. S. Eiamsa-ard, P. Promvonge, Review of Ranque-Hilsch effects in vortex tubes// Renew. Sustain. Energy Rev. 12 (7) (2008) P.1822-1842.

1. Parhimovich A.Y. Simulation of temperature stratification of swirled flow in the vortex cold generators. - Ufa, 2008. - 124 p.

2. Khovalyg D.M., Sinitsyna K.M., Baranenko A.V., Tsoi A.P. Energy efficiency and ecological safety technicians of low temperature. Science Journal of University ITMO Institute of Refrigeration and Biotechnologies. - 2014. - №1. - P. 2.

3. Chait A.V. Research of energy separation effect in purpose of improvement of vortex tube. - Ekaterinburg, 2012. - 199 p.

4. Noskov A.S., Chait A.V., Butymova A.P., Pleshkov S.Y., Lovtsov A.V. Energy effectiveness and economics expediency of using of climatic systems based on vortex tube. Magazine of civil engineering. - 2011. - №1. - P. 17-23.

5. Noskov A.S., Alekhin V.N., Lovtsov A.V., Chait A.V. Energy efficiency of the climatic systems based on vortex tube and ways for its increasing. Journal " Akademicheskij vestnik URALNIIPROEKTRAASN". - 2011. - №3. - P. 65-69.

6. Azarov A.I. Азаров А.И. Vortex tubes in industry. Researcher for engineering. Energy saving and vortex effect: research and development of innovative projects. - SPb.: LEMA, 2010. - 170 p.

7. Alex G.V. The Mathematical methods in food инженерии: Scholastic allowance. G.V. Alex G.V., Voronento B.A., Luton N.I. - SPB.: Fallow deer, 2012. - 176 s.

8. MerMov A.P. Vortex effect and its using in industry. - М.: Mashinostroenie, 1969. 184 p.

10. M.S. Valipour, N. Niazi. Experimental modeling of a curved Ranque-Hilsch vortex tube refrigerator. Int. J. Refrig. 34 (4) (2011) P.1109-1116.

11. S. Eiamsa-ard, P. Promvonge. Review of Ranque-Hilsch effects in vortex tubes. Renew. Sustain. Energy Rev. 12 (7) (2008) P.1822-1842

В своей работе вихревая трубка сжатого воздуха использует вихревой эффект (эффект Ранка-Хилша) — эффект разделения газа или жидкости при закручивании в цилиндрической или конической камере на две фракции. На периферии образуется закрученный поток с большей температурой, а в центре — закрученный охлажденный поток, причем вращение в центре происходит в обратную сторону, чем на периферии.В работе вихревая трубка использует сжатый воздух давлением 5,5 – 6,9 Бар. Попадая в цилиндрическую камеру поток сжатого воздуха раскручивается вдоль стенок камеры вплоть до 1 000 000 оборотов в минуту. При этом воздушный поток разделяется на 2 фракции. Фракция теплого воздуха покидает камеру вихревой трубки с одной стороны, фракция холодного – с другой.

Модельный ряд вихревых трубок EXAIR

Специальная модель вихревой трубки для использования в условиях высоких температур сохраняет линзы бароскопа холодными при помещении в нагреватель с температурой 650 °С

EXAIR выпускает две серии вихревых трубок: серия 3200 и серия 3400.

Вихревые трубки серии 3400 используются в случаях, когда необходимы наименьшие температуры, например при охлаждении образцов в лаборатории.

Также компания EXAIR выпускает специальные вихревые трубки для использования в особых условиях, или имеющих особые характеристики. Так, вихревые трубки для использования в условиях высоких температур (High Temperature Vortex Tube ) разработаны для использования при высоких температурах окружающего воздуха (до 52°C).

Генератор вихревой трубки можно менять, изменяя технические характеристики устройства и характеристики воздушного потока. Генератор можно заказать отдельно от вихревой трубки. Если известна охлаждающая мощность ( BTU /час или ккал/час) или известны мощность воздушного потока и его температура, то просто подберите необходимую модель вихревой трубки с помощью таблицы с техническими характеристиками (см. ниже).

Характеристики вихревых трубок серий 3200 и 3400

Изменение температуры выходящего потока вихревой трубки в зависимости от давления и соотношения горячей и холодной фракций

В ячейках с зелёной заливкой указаны значения, на которые понижается температура холодного потока по сравнению с температурой сжатого воздуха. В ячейках без заливки указаны значения, на которые увеличивается температура горячего потока по сравнению с температурой сжатого воздуха.

Вихревые трубки нашли очень широкое применение в промышленных, научных и бытовых целях. Вихревые трубки используются в составе других продуктов EXAIR: регулируемые точечные охладители, мини охладители, охладительные пистолеты и системы охлаждения для шкафов управления.

Мы делаем все, чтобы ваше оборудование ни в чем не нуждалось -->

Поиск по сайту

Особенности вихревой трубки

Температуры от -46° до 127°С
Расход воздуха от 28 до 4 248 литров в минуту
Охлаждающая мощность до 10 200 BTU /час (2 571 ккал/час)

Применение вихревой трубки

охлаждение электронных компонентов,
охлаждение шкафов управления,
охлаждение при производственных операциях,
охлаждение систем видеонаблюдения,
закрепление термоклея,
охлаждение после пайки,
охлаждение сварных швов,
охлаждение проб газов,
охлаждение в климатических камерах.

Вихревая трубка модель 3202

сохраняет холодными пластиковые

детали в процессе ультразвуковой сварки

Модельный ряд вихревых трубок EXAIR

EXAIR выпускает две серии вихревых трубок: серия 3200 и серия 3400.

Читайте также:

Vortex tube принцип работы

СОДЕРЖАНИЕ

Поиск по сайту

Аннотация научной статьи по строительству и архитектуре, автор научной работы — Белоусов А.М., Исрафилов И.Х., Харчук С.И.

Похожие темы научных работ по строительству и архитектуре , автор научной работы — Белоусов А.М., Исрафилов И.Х., Харчук С.И.

Ranque-Hilsch vortex tube as perspective device of low temperature obtaining

Поиск по сайту