Вихревая труба

 

ВИХРЕВАЯ ТРУБА, содержащая сопловой ввод, сообщенный с камерой энергетического разделения, имеющей по периферии равномерно расположенные продольные выпускные каналы, и дроссельный вентиль, отличающаяся тем, что, с целью повышения адиабатного КПД, каналы выполнены с диаметром, уменьшающимся в направлении дроссельного вентиля, и расположены от соплово.го ввода на расстоянии не менее 1,5 диаметров камеры энергетического разделения, причем внутри каналов перпендикулярно оси камеры установлены непроницаемые поперечные перегородки. (Л ю ел Р1 А

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

„„Я0„„ 1121556 A

3(511 " 25 В 9/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

).

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬП ИЙ (21) 3606606/23-06 (221 16,. 06. 83 (46) 30.10.84. Бюл. Р 40 (721 A.Á..Áoáêoâ и A.Ï.Ìåðêóëoâ (71! Куйбышевский авиационный институт им. акад. С.П.Королева (53) 621.565.3 (088.8) (56) 1.Авторское свидетельство СССР

)",.638812, кл. F 25 В 9/02, 1977.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 99?948, кл, F 25 В 9/02, 1981. (54) (57) ВИХРЕВАЯ ТРУБА, содержащая сопловой ввод, сообщенный с камерой энергетического разделения, имеющей о периферии равномерно расположенные продольные выпускные каналы, и дроссельный вентиль, о т л и ч а ю— щ а я с я тем, что, с целью повышения адиабатного КПД, каналы выполнены с диаметром, уменьшающимся в направлении дроссельного вентиля, и расположены от соплового ввода на расстоянии не менее 1,5 диаметров камеры энергетического разделения, причем внутри каналов перпендикулярно оси камеры установлены непроницаемые поперечные перегородки.

1121556

Изобретение относится к холодильной технике, а более конкретно к вихревым трубам, и может быть использовано для охлаждения различных объектов.Известны вихревые трубы, содержащие сопловой ввод, диафрагму для вывода холодного потока и камеру энергетического разделения с дроссельным вентилем, в стенке которой выполнены цилиндрические отверстия, сооб- 10 щенные с полостью камеры энергетического разделения P1).

Однако данные трубы имеют низкий адиабатный КПД.

Наиболее близка к предлагаемой вихревая труба, содержащая сопловой ввод, сообщенный с камерой энергетического разделения, имеющей продольные выпускные каналы, расположенные равномерно по ее периферии.. Каналы выполнены по всей длине камеры энергоразределения и имеют выход в общую ,камеру-сборник подогретого газа, снабженный отдельным дрОссельным вентилем С23, Однако такая труба не позволяет полностью использовать энергию горячего потока, особенно на больших долях холодного потока, так как форма периферийных каналов не учитывает изменение термогазодинамических параметров газа по длине камеры энергоразделения.

Целью изобретения, является повышение адиабатного КПД вихревой трубы. 35

Поставленная цель достигается тем, что в вихревой трубе, содержащей сопловой ввод, сообщенный с ка,мерой энергетического разделения, имеющей по периферии равномерно, рас- 4п положенные продольные выпускные каналы, и дроссельный вентиль, каналы выполнены с диаметром, уменьшающимся в направлении дроссельного вентиля, и расположены от соплового ввода на расстоянии не менее 1,5 диаметров камеры энергетического разделения, причем внутри каналов, перпендикулярно оси камеры установлены непроницаемые поперечные перегородки.

На фиг.1 схематически показана предлагаемая вихревая труба, продольный раэрев; на фиг.2 — сечение

A-A на фиг.1.

Вихревая труба содержит сопловой тангенциальный ввод 1, диафрагму 2 для выпуска охлажденного газа через отверстие 3. К сопловому вводу 1 прикреплена камера 4 энергетического разделения с дроссельным вентилем 5. В стенке камеры 4 после гладкого участка длиной не менее 1,5 диаметров камеры 4, считая от соплового ввода 1, выполнены периферийные выпускные каналы 6, соединяющиеся с камерой 4 энергетического разделения продольными щелями 7. В каналах 6 установлены непроницаемые разделительные шайбы 8 (перегородки).

Диаметр каналов 6 уменьшается в направлении к вентилю 5.

Вихревая труба работает следующим образом.

Поток газа, вытекая иэ тангенциального соплового ввода 1 в камеру 4 энергетического разделения, приобретает вращательное движение. Охлажденные приосевые слои газа выводятся через отверстие 3 диафрагмы 2 к объекту охЛаждения, а периферийные подог;етые слои газа вытекают через дрсссельный вентиль 5 в атмосферу.

Часть подогретого газа через-ще- . ли 7 попадает в каналы 6, где также устанавливается вращательное движение, поддерживаемое энергией основного потока газа, что ведет к дополнительному росту температуры периферийных слоев и, как следствие, к более глубокому охлаждению осевых слоев газа.

Разделительные шайбы 8, установленные в каналах 6, диаметр которых изменяется по их длине, и гладкий начальный участок камеры 4 способствуют интенсификации вихревого эффекта, особенно на больших долях холодного потока.

По сравнению с известными предлагаемая вихревая труба имеет следующие преимущества: периферийные каналы позволяют увеличить внутреннюю поверхность камеры.без значительного увеличения гидросопротивления, при этом улучшается тепломассообмен в результате возникновения акустических колебаний; наличие начального гладкого участка у камеры-энергетического разделения, периферийных каналов, по длине которых диаметр уменьшается, и разделительных шайб интенсифицирует вих ревой эффект, особенно на больших долях холодного потока.

Перечисленные преимущества позволят повысить адиабатный КПД на 3-4Ъ на долях холодного потока 0,6-0,8 при степени расширения равной 4.

1121556

fl-À

Составитель М.Мартинчик

Редактор С. Тимохина Техред Ж. Кастелевич Корректор A. Тяско

Заказ 7965/32 Тираж 513 Подписное

ВНИИПИ Государственного .комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г..ужгород, ул. Проектная, 4