Вихревая труба

1 и 1 578532 Союз СоветскихСоциалистических Республик 61) Дополнительное к авт. свид-ву22) Заявлено 05,03.76 (21) 2332018/23-06 51) М. Кл. Г 25 В 9/О Государственный комите Совета Министров СССР 3) Приоритет3) Опубликовано 30.10.77. Бюллетень405) Дата опубликования описания 27.10,77 лам изобретенийи открытий 2) Авторы изобретен и Утишев Ю, А. Казанцев, Ю. С. Рудаков, Е. Г,и В, ф. ШтофовМосковский ордена Ленина авиационныйимени Серго Орджоникидзе тров 71) Заявит ститу 54) ВИХРЕВАЯ ТРУБ холодильной техструкциям вихреможет быть исластях техники, шиностроении, где 5 ой эффект темпеВьтпол- второмупрерывно тельно, и печивает ния. Это уравнени по криво подвиж н пера,ение сопряжении по порядку гладкости обе е изменение кривизнь сключает разрывы скор непрерывность (устойч легко доказать, польз й движения материальна поверхности в про ого репера (А, е;), где верхностеи поспечивает неа следоваостей и обесивость) течеуясь системой ной точки А екциях на оси е; - орты реИзвестны вихревые трубы, содержащие завихритель с тангенциальным спиральным соп О ловым вводом и с поверхностью завихрения, сопряженной с камерой энергетического разделения 11.Однако такие вихревые трубы имеют недостатки, обусловленные тем, что в пределах 15 тракта не выполняется условие непрерывного изменения кривизны рабочих поверхностей (должно соблюдаться равенство кривизны сопрягаемых поверхностей вдоль линий соприкосновения), а это приводит к разрыву скоро стей и к повышению гидравлических потерь в тракте.Цель изобретения - уменьшение гидрав ческих потерь в тракте вихревой трубы.Это достигается тем, что спираль соплового 25 ввода выполнена в виде логарифмической кривой, а сопряжение поверхности завихрения с поверхностью камеры энергетического разделения - по кривой второго порядка гладкости. 30 иП Р Р= сов(Ре,Рсов (Ре,) с 0 в Яих сил, У - ре- материальной нодеиствующая внешноверхностп, и - массв 1 п-- геодсзическаЯ ивизна тр ли - радиус кривиз нормаль поверхно торин,ектории, й л а=езп, ив Из сист рывность уменьшешти непр ельн мож Изобретение относится к нике, более конкретно к кон вых труб (холодильников) и пользовано в различных об например в авиационном ма находит применение вихрев ратурного разделения. с присоединением заявки мы уравнений следует, что вижения потока (а следова е пдравлических потерь)быть реализовано только при непрерйвном изменении кривизны.На фиг. 1 схематично изображена предЛа-. гаемая вихревая труба; на фиг, 2 показан завихритель вихревой трубы, йоперечнйй раз. рез.Вихревая труба содержит завихритель 1 с тангенциальным спиральным сопловым вводом 2, камеру энергетического разделения 3, диффузор 4 и диафрагму 5 для вывода холодного потока, Спираль соплового ввода 2 выполнена с направляющей в виде логарифмической спирали, поверхность 6 завихрителя 1 - в виде поверхности вращения соосной с камерой энергетического разделения 3. Поверхность соплового ввода 2 сопряжена с поверхностью 6 завихрителя 1 по второму порядку гладкости. В частном случае, когда поверхность завихрителя 1 представляет собою поверхность прямого кругового цилиндра, поверхность соплового ввода можно выполнить в виде цилиндрической поверхности с направляющей логарифмической спиральюо = р,ехррсф 1,где р - текущий радиус-вектор; р - угол закрутки спирали или угол поворота потока; ро - радиус-вектор при =0; и - угол между касательной и радиусом-вектором.Линией соприкосновения поверхности 6 и поверхности соплового ввода 2 будет образующая этих цилиндров, у которых 1/К 6= 1/К 2=0, а нормальные сечения этих поверхностей, перпендикулярные к образующим, будут представлять собою обвод кривых второго порядка гладкости, так как у," - з(9 А соответственно радиусы кривизны логарифмической спирали и направляющей завихрителя в точке А), Окружность с центром 0 и касательная прямая 1, показана для иллюстрации построения логарифмической спирали. 02 - полярный полюс логарифмической спирали. 4Поверхность 6 завихрителя сопряжена повторому порядку гладкости поверхностью вращения 7 (может быть поверхность с мериДианом, например в виде лемнискаты, параболы третьего порядка) с поверхностью камеры энергетического разделения 3, которая в свою очередь сопряжена с диффузором 4 поверхностью 8 также по второму порядку гладкости,Поверхность вращения 6 завихрителя может быть выполнена с меридианом в форме параболы второго или третьего порядка, что позволяет дополнительно снизить гидравлическое сопротивление тракта вихревой трубы.Изобретение позволяет улучшить рабочиехарактеристики вихревых труб (уменьшить гидравлическое сопротивление, стабилизировать движение потока, повысить термодинамическую эффективность холодильников и 20 коэффициент эжекции эжекторов, уменьшитьгабаритные размеры), что расширяет область их применения.25ф ор мул а изобретенияВихревая труба, содержащая завихритель стангенциальным спиральным сопловым вво- ЗО дом и поверхностью завихрения, сопряженнойс камерой энергетического разделения, отлич а ющ а яся тем, что, с целью уменьшения гидравлических потерь, спираль соплового ввода выполнена в виде логарифмической З 5 кривой, а сопряжение поверхности завихренияс камерой энергетического разделения - пэ кривой второго порядка гладкости.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР 486190,кл. Г 25 В 9/02, 1972.578532 оставитель А. КазанцевТехред Н. Рыбкина едактор Н. Богатов Тираж 725овета Министрови открытийская наб д. 4/5 писное пография, пр. Сапунова, 2 каз 3350/2 Изд.859 НПО Государственного комптста по делам изобретени 113035, Москва, Ж, Рау