Вихревая труба

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(54) (57) 1. ВИХРЕВАЯ ТРУБА, содержащая камеру энергетического разделения с внутренней поверхностью, выполненной иэ пористого материала, иподключенный к камере сопловой ввод,о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, сцелью повышения термодинамической.эффективности, сопловой ввод в зонеподключения к камере снабжен излучателем звука.Труба по п.1, о т л и ч а юс я тем, что излучатель звукаен газоструйного типа.Труба по п.1, о т л и ч а ю-а я с я тем, что излучатель звукаыполнен в виде по крайней мере однорезонирующей полости, сообщенной ссопловым вводом,1048264 Изобретение относится к энергетическому машиностроению, а именно кустройствам энергетического разделения газового потока для получениягорячего н холодного газа, используемьгм в холодильной технике, кондициОгзиров;ции и других областях народного хозяйства,Известны вихреные трубы, содержащие сопловой ввод, тангенциольцо сообщенный с камерой нихреного ( энергетического ) разделения, на противоположных концах которой установлены диафрагма для выпуска осевого холодногопатока и дроссельзгый вентиль для ньзпускавнешнего горячего потока, обеспечивающий регулировку производительности трубы. Для интенсификации процесса энергетического разделения наконце вихревой камеры со стороныдроссельного вентиля размещены подпружиненные клапаны, вибрирующиепод воздействием пульсаций потока вкамере, и таким образом, создающиеакустическое поле внутри камеры. Наличие вибраций и акустических колебаний н камере способствует болееинтенсивному энергообмецу между осевым и периферийным слоями вихря, атакже теплообмену между внешним го 1 рячггм вихрем и стенкой вихревой камеры, С точки зрения трансформацииэнергии вибрирующие зЧеханические устройства можно рассматривать как ниброокустические преобразователи сопределенцым КПД ( под КПД понимается Отношение величины волновой энергии, излучаемой н вихревую камеру,к величине энергии горячего газоВОГО ПОТОКа )г 1 еНедостатком указанных вихревыхтруб является низкий КПД используемыхв цих механо-волновых преобразователей, це превьппающий одного процента. Известна также вихревая труба, содержащая сопловой ввод, тацгенциолз но сообщенный с вихревой камерой. На одном конце вихревой камеры, расположенцом рядом с сопловым вводом устононлеца диофраз ма, а на другом конце - выполнены отверстия для вы - хода горячего гзотока, перекрывающиеся коцсольно закрецленцьзмзг пластинами. В процессе роботы вихрегзой трубы в результат пульсаций выходящего горячего потока пластины щзбрируют, излучал вачцоззунъ эцерггзц)1 2Э ъНедостатком этой вихревой трубыявляется низкий КПД превращения механической энергии выходящего изтрубы потока в волновую энергию, чтоприводит к относительно слабому влиянию генерируемых колебаний на процесс энергетического разделения ввихревой камере Это обусловлено термодинамическим несовершенством ис пользуемого механо-волнового преобразователя (вибрирующих пластин/,так как только часть генерируемыхколебаний распространяется в камере,а другая часть рассеивается в окружающей среде и в элементах конструкции, а также тем, что энергия толькочасти потока газа используется длягенерации колебаний.Наиболее близкой к предлаг аемойявляется вихревая труба, содержащаякамеру энергетического разделенияс внутренней поверхностью, выполненной из пористого материала, и подключенный к камере сопловой ввод 3 1,Однако в данной трубе не генерируются акустические колебания,и термодинамическая эффективность ее низка.Цель изобретения - повышецие термодицамической эффективности.Указанная цель достигается тем,что в вихревой трубе, содержащей камеру энергетического разделения свнутренней поверхностью, выполненнойиз пористого материала, и подключенный к камересопловой ввод, последний в зоне подключения к камереснабжен излучателем звука, которыйможет быть выполнен либо газаструй-.ного типа, либо в виде по кразйцеймере одной резонирующей полости, 40 сообщенной с сопловым вводом.Указанные особенности вихревойтрубы способствуют тому, что частьвнутренней энергии всего потока газа, входящего в трубу, в адцобатцыхусловиях превращается н энергию акустических колебаний, распространяющихся в камере вихревого разделения.1На фиг. 1 изображена вихревая труба,разрез по продольной оси; ца 50фиг. 2 - то же, разрез по соплономувводу с излучателем, выполненным гозоструйного тиг 1 а; на фиг, 3 - то же,разрез по сопловому вводу с излучателем, выполненным н виде резонирующих полостей.Вихревая труба содерхцгт соплоноззгзвод 1, тацгенциально сообщенный с ка-мерой 2 энергетического ра:здслеция,(3 лят(" л ис точ 1 иком .313 К, Пот(: к (къ: -Л-Л 5,кд 7 ЭОЭ/44 рирдж 53 Э АИ И 1 ОПШС.ОЕ фили 311 И 1 П и ец гг. .)жгород ул. Проектцд у которой со стороны согни)в(нэ внои 1 установлена диафрагма 3, дцр- тивоположного конца камеры 2 устдновлен дроссельньй вентиль 4 в корпусе 5. В сопловом вводе 1 установлен газоструйный излучатель б(фиг. и 2), а внутреняя поверхность 7 к- меры 2 эцергетического разделения ыполнена из пористого теплонроодного материала, например,из н)ристой меди. Сопловой ввод 1 выполнен с ре онируощими полостями 8, саабценными с соп ЛОВым ВВОдОм (фг.3) еВихревая Труба рдботдт следучнцм образом.15Сжатый гдз чере.3 сонловой ввод попадает н гдзоструйцый цзлучдтель 6 и далее - тднгенидльно в кмеру 2 ВихреВОЙ трубы) Об)1)дзу 51 1 ихрь, .11 ук от газоструйцого излучдтелл 6. Рдсцро( страняется внутри камеры. Гдз из внешней горячей чдсти нпхрл выход;т через дроссельный вентиль 4, который служит тдкже Пля регулиравднил производитепьностц трубы, 1 С3(151 холодная часть ВСхр 53 ьшуск;3 тсл через Диафрагму 3. Внутренняя нерхность 7 из пористой меди уе)ишпет поглощеци 31 ук( В пристенном слое гдзд, вслести,уне)шчшл30 влияния вязкости гдзд и тцлоРонодости стенки.Если и лучтель звук выполнен и виде резо)иру)цей ит(Ости 8, та излучение звук происходит с)еду)цим образом. Поток газд, ныткд 53 из Гоцлового водд 1, цозбужпд т интенсивные автоколебдния гд д в па;)(ги 8, котордл, ( ообнд 5 Г. с кмера, лвт 3 ч(ГТ1 )т 1 РГ 55 сосредотдч 33 дт(Я вбли и ( т(.ок кдмры 2, в та время Т(дк3(1 рдльной чдсти амплитуд ко)1(.бдний ирдктцчски рннд ул,10)ьшд 53 )01 нГ ть н)ток(1 1 ку Г ти (еск)3 эн)1)113нр 5 Гте 131 х слоях кмеры 2 инопит, Г (дцой ( тораць В 1) ульт дт(. А)ект;3 1101 лоннил звук н вязкой Грсп, к доопнт(льному рдз 011) 3 уд.3 д 0 13 н енн 5 ви х - ре, д Г пру Ой - в рзуьтдтс .)(1)ектд пог)ннцсчя 3 ук при ндклошом пдденци нд тсрдук) грднцну, к рдзогрсу самой стки камеры 2 зрг- ти есктго р;гделеця, и иси реву гд стенкой, Г)бд зти Обстяте)ТЬГ т 3 у)учн(к)т рдботу нихрай трубы кдк эер Орд)деитля, поскольку иривоплт к Г)очьу температурному разде)Оно гдзд н вихре. Тдк 5 образом, У;ДСТСЛ ДОНО)31 ИТЕЛ 1 Н 0 ОТНЯТЬ ЧДСТТ)ИС От В( ЕГО ОТ)КД ГДЗД Сере(ть . Горячим слоям Вхря1 е нару 1 ндл И 1 ц зтм г(3;30;131 дмичс кс 1 х 31 ро;( с( 0 .)3 ер с тичс кого рдзпелния 13 к(551) и . В 153 к мин 1 ыу(;у иэлуч - ше н)укд з нредель кмеры. Поы 1( шттмопицдмической эффктино( ги 1 реплдгдемой 1 ихревой грубы здни(.ит от 1 ГПЭ используемых и ;учи(.)1(з 1 звук. При цсцользовднии изстых и лучдтелей ермопиндмич( скдл )1)ек гцт 1 аст, Хреиой трубь новьнндтел цд 6-8:, цри .)том сохрд - н 51(тГ л оспа нае ее Рч 1 с 1 т;) отсутстис пнижунихс я чд(те,