Вихревая труба

И Союз Советских Социалистических РеспубликАВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Дополнительное к т. свид-ву47068 22) Заявлено 30.04.80 (21) 2918937/23-0та опубликования описания 05.02.8(72) Авторы изобретен И. Азаров, Ю имоненко и Л. А. Г Одесский технологический институт холодильно промышленности71) Заявитель 4) ВИХРЕВАЯ ТРУБА з- о- а- с 1Изобретение относится к холодильнойтехнике, а именно к вихревым генераторам холода, основанным на использованииэффекта Ранка.По основному авт. св.470684, ивестна вихревая труба, горячий конец кторой выполнен в виде набора соосно устЬновленных диафрагм, между которыми утановлены шайбы 1.Эта вихревая труба имеет высокую экономичность. Однако максимальный энергетический КПД ее реализуется при низких степенях расширения, а при высокихрасполагаемых давлениях сжатого воздуха ее эффективность в одноступенчатойтрубе невелика, что приводит к необходимости использования ступенчатого соединения таких вихревых труб,Цель изобретения - повышение холодо.производительности.Поставленная цель достигается тем,что вихревая труба дополнительно содержит трубку, установленную параллельнооси с зазором относительно диафрагм,причем свободные концы трубки изогнутыв противоположные стороны в тангенциальном направлении. На фиг. 1 представлена вихревая труба, продольный разрез; на фиг. 2 - разрез А - А на фиг, 1.Устройство содержит вихревую камеру 1 с сопловым вводом 2 и выпуском 3 холодного потока. К вихревой камере 1 присоединен горячий конец в виде набора соосно установленных охлаждаемых диафрагм 4, соосные центральные отверстия в которых образуют полость горячего конца, замыкаемую днищем 5 с дросселем 6 горячего потока. Между диафрагмами 4 размещены шайбы 7. На участках диафрагм 4, примыкающим к шайбам 7, с их внутренней стороны выполнена перфорация 8. Горячий конец трубы заключен в охлаждаемую рубашку 9. Вихревая труба содержит также трубку 10, установленную параллельно оси с зазором относительно диафрагмы 4. Свободные концы трубки 10 изогнут, в противоположные стороны в тангенциальном направлении. Трубка имеет входное 11 и выходное 12 отверстия. Входное отверстие 11 расположено в щели 13 возле сопловой зоны 14 горячего конца, а выходное отверстие 12 - в щели 15 хвостовой зоны 16.Вихревая труба работает следующим образом.Высокоскоростной поток расширяющегося газа, например сжатого воздуха, через сопловой ввод 2 устремляется в камеру 1, где преобретает вихревый характер движения. Охладившиеся при этом околоосевые слои вихря выводятся через выпуск 3 к охлаждаемому объекту, а нагревшиеся периферийные слои устремляются в противо- токе с холодными в полость горячего конца, образованную центральными отверстия ф ми диафрагм 4, и, омывая охватываемые шайбами 7 участки диафрагм 4, отдают тепло среде, прокачиваемой через рубашку 9, Содержащаяся в газе капельная жидкость из вихревого потока попадает в щели между диафрагмами 4 и под действием центробежной силы растекается по периметру отверстий в шайбах 7, образуя при этом кольцевой жидкостный слой. При чем толщина этого слоя определяется радиальным расстоянием от шайбы 7 до 20 отверстия в днище 5, сообщенного с дросселем 6, т. е. превышает диаметр трубки 10, установленной в перфорации 8. При работе вихревой трубы жидкость попадает в ориентированное против потока входное отверстие 11 и вытекает из ориентированного по потоку выходного отверстия 12.Таким образом, жидкость (фиг. 1, пунктирная линия) движется по трубке 10 из возлесопловой щели 13 в хвостовую щель 15, а оттуда рециркулирует назад по пер- зе форации 8. При такой циркуляции жидкость не только интенсифицирует процесс отвода тепла от периферии вихревого потока к диафрагмам 4, но и способствует выравниванию плотностей теплового потока на отдельных диафрагмах.Часть тепла жидкостью переносится из наиболее теплонапряженной возлесопловой зоны 14 в хвостовую зону 16 горячего конца и здесь отводится по диафрагмам 4 в среду, омывающую их периферийные участки в условиях свободной или вынужденной конвенции. При этом происходит выравнивание плотностей тепловых потоков на возлесопловых и хвостовых диафрагмах за счет снижения ее на первых и повышения на вторых. При выравнивании температур диафрагм уменьшается необратимость процесса тепло передачи от периферии вихревого потока к охлаждающей среде, интенсифицируется тепло- отдача в возлесопловой зоне 15 и, соответственно, повышается холодопроизводительность вихревой трубы при одновременном повышении степени равномерности нагрева среды, омывающей периферию диафрагм 4.При необходимости, в случае работы на газе, содержащем мало капельной жидкости, для получения упомянутого жидкостного кольца жидкость заливают в полость горячего конца, например, через отверстие дросселя 6.Формула изобретенияВихревая труба по авт. св.470684, отличающаяся тем, что, с целью повышения холодопроизводительности, она дополнительно содержит трубку, установленную параллельно оси с зазором относительно диафрагм, причем свободные концы трубки изогнуты в противоположные стороны в тангенциальном направлении,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР470684, кл. Г 25 В 9/02, 1974.4/5 ая,б., д Прое Редактор И. МихееваЗаказ 12350/47ВНИИпо113035,Филиал ПП Соста Техре Тираж И Государств делам изобр Москва, Ж - 3 П Патент, г витель Ю. Килид А. Бойкас541енного комитетений и откРаушскаяУжгород, ул ректор Н. Степ писное Р