Вихревая труба

(71) Одесский теинститут холодил(54) (57щая кания сонные 1. ВИХРЕВАЯ ТРУБА меру энергетического сопловым вводом и ци контуры, сообщающие содерж разделе куляциход го Фиг. У ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ АВТОРСКОМУ/ СВИДЕТЕЛЬСТ 56) 1. Авторское свидете192227, кл. Р 25 В 9/022, Авторское свидетель Р 192832, кл. Р 25 В 9/02 ЯО 109098 чего потока из камеры с ее осевойзоной, о т л и ч,а ю щ а я с я тем,что, с целью повышения термодинамической эффективности, каждый циркуляционный контур снабжен пульсационной трубкой, имеющей в пределахконтура прерыватель потока, а запределами контура - заглушенныйучасток с наружным оребрением.2, Труба по и. 1, о т л и ч а ющ а я с я тем, что прерыватель потока в каждой пульсационной трубкевыполнен в виде гильзы или шара.3. Труба по и, 1, о т л и ч а ющ а я с я тем, что оребрение заглушенного участка пульсационных трубоквыполнено в виде общей теплопроводной пластины, 1090983Изобретение относится к средствамохлаждения воздушного (газового )потока, а именно к вихревым энергоразделителям для целей кондициониронания, локального и эпизодическогоохлаждения объектов и т.д.Известна вихревая труба, содержащая камеру с соплом для вводасжатого газа и диафрагму, причемстенки камеры выполнекы из теплоизоляционкого материала .1 3.Недсс.татком укаэанной трубыявляется неполная утилизация энергиигорячего потока,звестна также вихревая труба,содержащая камеру энергетическогоразделения с сопловым вводом ициркуляционные контуры, сообщающиевыход горячего потока из камеры сее осевой зоной с 23.едостатком известной вихревойтрубы является неполное использование потенциальной энергии горячегопотока - кинетическая энергия потока 1,энергия вращенияке утилизируется, а малый перепад статическогодавления между периферийными и осевыми слоями вихревого потока заставляет ввод дополнитсльного потокарасполагать в зоне наименьшего данлекия Вблизи соплового ввода) , чтоприводит к сокращению длины зонывихреного энергоразделения и ухудшению энергетических характеристиктрубы,Бель изобретения - повышениетермодинаьяческой эффективности,Указанкая цель достигается тем,что в вихревой трубе, содержащейкамеру энергетического разделекияс сопловом вводом и циркуляционныеконтуры, сообщающие выход горячегопотока из камеры с ее осевой зоной,каждый циркуляционный контур снабжекпупьсационной трубкой, имеющей впределах контура прерыватель потока,а. за пределами коктура - заглушекныйучасток с наружным оребрением,При этом прерыватель потока вкаждой пульсационной трубке выполненв виде гильзы или шара.Оребрение заглушенного участкапульсациокных трубок выполнено ввице общей теплопроводной пластины.На. Фиг. 1 показана вихревая труба,продольный разрез; на Фиг, 2 - видА на Фиг. 1.Вихревая труба содержит камеру1 энергетического разделения ссопловым вводом 2, выход 3 холодного потока с щелевым диффузором,Камера 1 энергетического разделенияимеет оребре ие, 4. Пиркуляционныеконтуры сообщают выход 5 горячегопотока, ныполненный в Форме диффузора, с осевой зоной камеры 1 и снабжены пульсационными трубками 6, имеющими в пределах контура прерыватель 5 О 20 3 5 30 3: 40 45 50 55 60 7 потока в виде шарика или гильзы,расположенный в кольцевой камере 8с радиальными отнерстиями 9. Прерыватель 7 потока расположен на впуске:1 О пульсационных трубок б. За пределами циркуляционного контура находится заглушенный участок 11 с наружным оребрением, выполненным ввиде теплопооводной пластины 12.Выпуски 13 охлажденного потока изпульсационных трубок б подсоединенык вводу 14 осевой эоны камеры 1экергетического разделения,Устройство работает следующимобразом,Поданаемьй через сопловой ввод 2поток сжатого воздуха приобретаетв камере 1 знергоразделения вихревойхарактер движения и претерпеваеттемпературное разделение, Охлажденные приосевые слои воздуха выводятсяпри этом через выход 3 холодногопотока, а нагретые периферийныеслои движутся к въходу 5 горячегопатока камеры 1 энергоразделекияи раскручиваются в целевом диффузоре, преобразующем энергию вращениягорячих слоев н экегию давления,благодаря чему в кольцевой камере 8создается давление, повышенное посравнению с давлением периферийныхслоев н полости выхода 5 горячегопотока камеры 1 экергоразделения, ана оси камеры 1 зкергоразделениясоздается вакуум. Из кольцевойкамеры 8 нагретый воздух награвляется ка впуск 10 пульсационных трубок6, причем шарик, движущийся внутрикольцевой камсры 8 под действиемтакгенциальной составляющей скорости горячего потока воздуха, поступающего н камеру 8 из щелевого,циффузора периодически перекрываетрадиальные о=верстия 9 и тем саьмгенерирует пульсации давления воздуха в пульсационных трубках б иполос:ти камеры 1 энергоразделения.,Оступаюший в гульсациокные трубки 6 горячий воздух сжимает находящийся в трубках газ и в результатеразо-ренает его. слепло от газа отводится через стенки пульсационкыхтрубок б к теплопроводной пластине12, соосной вихревой трубе и примыкающей к заглушенному участку 11пульсационкых трубок б, Благодарярадиальной ориентации цульсационныхтрубок б и сооскости теплопровсднойпластины 12 трбе обеспечиваетсяравномерный перенос тепловой энергиипо всем точкам теплопроводной пластикь 12 пульсационным трубкам б иэффективная передача тепла в окружаюШУЮ сРЕГУПо мере движения шарика по кольцевой камер 8 происходит поочередноеперекрытие радиальных отнерстий 9и временное прекращение подачи ноз1090983 щая пульсация давления периферийных нагретых слоев воздуха около стенок камеры 1 энергоразделения, При этом улучшаются условия теплопередачи от нагретых слоев к поверхности камеры 1 энергоразделения и далее к оребрению 4, служащему для отвода тепла в окружающую среду. Неравномерная подача через ввод 14 холодного воздуха из пульсационных трубок б способствует интенсификации энергообмена между слоями вихря в вихревой трубе и также повышает ее КПД. Это приводит к соответствующему понижению температуры холодного потока, 15 отводимого из вихревой трубы, т.е.позволяет приблизить ее энергетическую эффективность к 50. Столь высокое значение адиабатного КПД позволит использовать вихревую трубу в установках кондиционирования и термостатирования. духа на впуск 10 пульсационных трубок б. При этом происходит повторное расширение и охлаждение находящегося в трубках воздуха, который под действием разности давлений в полости пульсационных трубок б и по оси камеры 1 энергоразделения вихревой трубы через выпуск 13 и ввод 14 в виде дополнительного охлажденного и пульсирующего потока поступает в осевую зону вихревой трубы и формирует осевой поток, движущийся навстречу нагретым периферийным слоям и выходящий через выход 3 холодного потока. Формирование приосевого потока из предварительно охлажденного в пульсационных трубках б воздуха позволяет повысить термодинамическую эффективность процесса вихревого энергоразделения.Повышению эффективности вихревой трубы способствует также возникаюоставитель Г. КуклиноваехредМ.Надь Корректор Г.Ога актор И,Николай Заказ 3050 36 Тираж 514 ВНИИХИ Государственногопо делам изобретений 113035, москва, Ж, Р Подписноеомитета СССРоткрытийушская наб., д.4/5 лиал ЧПП "Патент", г. Ужгород, ул