Вихревая труба

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

3(51) F 25 В 9/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOIVlY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Фиг.

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3430393/23-06 (22) 27.04.82 (46) 07.05.84. Бюл. 9 17 (72) В.П.Алексеев, А.И.Азаров и П Е.Кротов (71) Одесский технологический институт холодильной промышленности (53) 621. 565. 3 (088. 8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

9 192227, кл. F 25 В 9/02, 1965.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 192832, кл. F 25 В 9/02, 1964. (54)(57 ) 1. ВИХРЕВАЯ ТРУБА, содержащая камеру энергетического разделения с сопловым вводом и циркуляционные контуры, сообщающие выход горя„„SU„„-1090983 А чего потока из камеры с ее осевой зоной, 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 пределах контура прерыватель потока, а за пределами контура — заглушенный участок 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 трубке выполнен в виде гильзы или шара.

3. Труба по п. 1, о т и и ч а ющ а я с я тем, что оребрение заглушенного участка пульсационных трубок выполнено в виде общей теплопроводной пластины.

1090983

Изобретение относится к средствам охлаждения воздушного I,газового потока, а именно к вихревым энергоразделителям для целей кондиционирования, локального и эпизодического охлаждения объектов и т.д.

Известна вихревая труба, содержащая камеру с соплом для ввода сжатого газа и диафрагму, причем стенки камеры выполнены из теплоизоляционного материала (1 3.

Недсс>татком укаэанной трубы является неполная утилизация энергии горячего потока.

Известна также вихревая труба, содержащая камеру энергетического разделения с сопловым вводом и циркуляционные контуры, сообщающие выход горячего потока из камеры с ее осевой зоно, L2 J.

Недос.татком известной вихревой трубы является неполное использование потенциальной энергии горячего потока — кинетическая энергия потока (энергия вращения ) не утилизируется, а малый перепад статического давления между периферийными и осе— выми слоями в -xpesoão потока заставляет ввод дополнитсльного потока располагать в зоне наименьшего давле.

HRH (вблизи соплового ввода), что приводит к сокращению длины зоны вихревого энергоразделения и ухудшению энергетических характеристик трубы.

Бель изобретения — повышение термодинагыческой эффективности. указанная цель достигается тем, что в вихревой трубе, содержащей камеру энергетического разделения с сопловом вводом и циркуляционные контуры, сообщающие выход горячего потока из камеры с ее осевой зоной, каждый циркуляционный контур снабжен пульсационной трубкой, имею, ей в пределах контура прерыватель потока, а за пределами контура — заглушенный участок с наружным оребрением, При этом прерыватель потока в каждой пульсационной трубке выполнен в виде гильзы или шара.

Оребрение заглушенного участка пульсационнь.х трубок выполнено в вице общей теплопроводной пластины.

На. фиг. 1 показана вихревая труба, продольный разрез; на фиг. 2 — вид

А на фиг. 1.

Вихревая труба содержит камеру

1 энергетического разделения с сопловым вводом 2, выход 3 холодного потока с щелевым диффузором.

Камера 1 энергетического разделения имеет оребрение, 4. Пиркуляционные контуры сообщают выход 5 горячего потока, выполненный в форме диффузора, с осевой зоной камеры 1 и снабжены пульсационными трубками 6, имеющими в пределах контура прерыватель

1 С

Зэ

7 потока в виде шарика или гильзы, расположенный в кольцевой камере 8 с радиальными отверстиями 9. Прерыватель 7 потока расположен на впуске

:10 пульсационных трубок 6. За пределами циркуляционного контура нахо— дится заглушенный участок 11 с на— ружным оребрением, выполненным в виде теплопроводной пластины 12.Выпуски 13 охлажденного потока из пульсацYoHHb>x трубок 6 подсоединены к вводу 14 осевой эоны камеры 1 энергетического разделения. устройство работает следующим образом.

Подаваемый через сопловой ввод 2 поток сжатого воздуха приобретает в камере 1 знергоразделения вихревой характер движения и претерпевает температурное разделение. Охла><денные приосевые слои воздуха выводятся при этом через выход 3 холодного потока, а нагретые периферийные слои движутся к въ;ходу 5 горячего патока камеры 1 энергоразделения и раскручиваются в целевом диффузо— ре, преобразующем энергию вращения горячих слоев в энегию давления, благодаря чему в кольцевой камере 8 создается давление, повышенное по срав;-<ению с давлением периферийных слоев в поло=-и выхода 5 горячего потока камеры 1 энергоразделения, а на оси камеры 1 знергоразделения создается вакуум. Из кольцевой камеры 8 нагретый воздух награвляется на впуск 10 пульсационных трубок

6, причем шарик, движущийся внутри кольцевой камсры 8 под действием та:-п.енциальной составляющей сксрости горячего потока воздуха, поступа ющегo H камеру 8 из щелевого,циффу-:opà,. периодически перекрывает радиальные о=верстия 9 и тем са>жм генерирует пульсации давления воздуха в пульсационных трубках 6 и полос:ти камеры 1 энергоразделения. поступающий в гульсационные трубки 6 горячий воздух сжимает находящийся в трубках газ и в результате разо-..ревает его. Тепло от газа отводится через стенки пульсационных труб<зк 6 к теплопроводной пластине

12, соосной вихревой трубе и примыкающей к заглушенному участку 11 пульсационных трубок 6. Благодаря радиальной ориентации цульсационных трубок 6 и соосности теплопровсдной пластины 12 ;p „ áå обеспечивается равномернь>й перенос тепловой энергии по всем точкам теплопроводной пластины 12 пульсационным трубкам 6 и эффективная передача тепла в окружающ, .Iю среду ° ,In мере движения шарика по кольцевой камер<з 8 происходит поочередное перекрытие радиальных отверстий 9 и временное прекращение подачи. воз1090983

Составитель Г. Куклинова

Редактор H.Николайчук ТехредМ.Надь Корректор Г.Огар

Заказ 3050/36 Тираж 514 Подписное

BRHHUH Государственного комитета СССР по делам изобретений .и открытий

113035, москва, Ж- 35, Раушская наб., д.4/5

Филиал ЧПП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,4 духа на впуск 10 пульсационных трубок 6. При этом происходит повторное расширение и охлаждение находящегося в трубках воздуха, который под действием разности давлений в полости пульсационных трубок 6 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 6 воздуха позволяет повысить термодинамическую эффективность процесса вихревого энергоразделения. Повышению эффективности вихревой трубы способствует также возникающая 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 6 спо о.собствует 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 50Ъ. Столь высокое значение адиабатного КПД позволит использовать вихревую трубу в установках кондиционирования и термостатирования.