Вихревая труба

 

ВИХРЕВАЯ ТРУБА, содержащая камеру энергетического разделения с сопловым вводом, имеющим общую стенку с каналом дополнительного ввода газа, и диафрагму с отверстием для выпуска охлажденного потока, отличающаяся тем, что, с целью повыщения холодопроизводительности , канал дополнительного ввода газа выполнен сопловым и сообщен с камерой энергетического разделения через кольцевую щель, расположенную вокруг отверстия диафрагмы. «Л О9 оо а 00

СОЮЗ COBETCHHX

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

4(5Р F 25 В 9(02

Э.е..дйаи и

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPGHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3665949128-06 (22) 24.11.83 (46) 07.02.85. Бюл. № 5 (72). А. Н. Балалаев, А. П. Меркулов, Е. В. Лаврова и А. Ю. Цыбров (71) Куйбышевский ордена Трудового Красного Знамени авиационный институт им. акад. С. П. Королева (53) 621.565. 3 (088.8) (56) 1. Меркулов А. П. Вихревой эффект и его применение в технике. М., «Машиностроение», 1969, с. 80.

2. Авторское свидетельство СССР № 547603, кл. F 25 В 9102, 1975.

„„SU„„1138618 A (54) (57) ВИХРЕВАЯ ТРУБА, содержащая камеру энергетического разделения с сопловым вводом, имеющим общую стенку с каналом дополнительного ввода газа, и диафрагму с отверстием для выпуска охлажденного потока, отличающаяся тем, что, с целью повышения холодопроизводительности, канал дополнительного ввода газа выполнен сопловым и сообщен с камерой энергетического разделения через кольцевую щель, расположенную вокруг отверстия диафрагмы.

11

Изобретение относится к холодильной технике, а именно к технике энергоразделения газовых потоков в вихревых трубах, работающих в различных областях промышленности.

Известна вихревая труба с аэродинамическим разрушением пограничного слоя на диафрагме, имеющей форму трубки, вытянутой в зону «вынужденного» вихря. Текущий по плоскости диафрагмы пограничный слой обволакивает внешнюю поверхность трубки и увлекается с нее «вынужденным вихрем (1).

Однако трубка диафрагмы, вытянутая в зону «вынужденного» вихря, препятствует в зоне наиболее высоких окружных скоростей соплового сечения продолжению энергообмена между «свободным» и «вынужденным» вихрями, что снижает эффективность данной вихревой трубы. Малая эффективность конструкции обусловлена также тем, что пограничный слой с внешней поверхности трубки диафрагмы увлекается «вынужденным» вихрем и, оставаясь в нем, в процессе энергообмена не участвует.

Наиболее близкой по технической сущности к изобретению является вихревая труба со сдувом «паразитного» потока газа с поверхности диафрагмы, содержащая камеру энергетического разделения с сопловым вводом, имеющим общую стенку с каналом дополнительного ввода газа, и диафрагму с отверстием для выпуска охлажденного потока. Через канал, выполненный в виде ряда наклонных отверстий в диафрагме вихревой трубы, дополнительная часть газа подается на плоскость диафрагмы, разрушая и сдувая придиафрагменный пограничный слой (2).

Однако из-за того, что подвод дополнительного (сдувающего) газа конструктивно выполнен в виде нескольких отверстий, оканчивающихся на плоскости диафрагмы, часть газа, подаваемая через эти отверстия, не имеет окружной составляющей скорости и, попадая в основной закрученный поток газа, нарушает картину течения основного потока, снижает уровень окружных скоростей основного потока именно в зоне эффективного энергообмена в сопловом сечении вихревой трубы. В результате значительная часть газа сразу попадает в охлажденный поток и не участвует в процессе энергообмена, что снижает холодопроизводительность трубы.

38618

Зо

Цель изобретения — повышение холодопроизводительности трубы.

Указанная цель достигается тем, что в вихревой трубе, содержащей камеру энергетического разделения с сопловым вводом, имеющим общую стенку с каналом дополнительного ввода газа, и диафрагму с отверстием для выпуска охлажденного потока, канал дополнительного ввода газа выполнен сопловым и сообщен с камерой энергетического разделения через кольцевую щель, расположенную вокруг отверстия диафрагмы.

На чертеже схематично изображена предлагаемая вихревая труба (верхняя от продольной оси ее часть) .

Вихревая труба имеет канал 1 дополнительного ввода газа, диафрагму 2 с отверстием 3 для вывода охлажденного потока, кольцевую щель 4 с дефлектором 5, дроссель 6, сопловой ввод 7 основного потока и камеру 8 энергетического разделения. Канал 1 также выполнен сопловым и имеет с сопловым вводом 7 общую стенку 9.

Устройство работает следующим образом.

Основной поток газа через сопловый ввод 7 поступает в вихревую трубу . Дополнительный поток через сопловой канал

1 и щель 4 входит в камеру 8, сдувает с плоскости диафрагмы 2 пограничный слой и закрученным попадает в основной поток газа, не нарушая картины его течения и не снижая окружных скоростей. Далее весь газ участвует в процессе энергообмена между периферийным и осевым потоками газа в вихревой трубе.

В известных вихревых трубах до 18 /о газа, не участвуя в процессе энергообмена, через придиафрагменный пограничный слой попадает в холодный поток, снижая холодопроизводительность вихревой трубы, а в предлагаемой трубе этот недостаток устранен.

Таким образом, изобретение обеспечивает сдув пограничного слоя закрученным потоком, что дает возможность, не нарушая картины течения и не снижая уровня окружных скоростей основного потока, беспрепятственно попасть газу пограничного слоя в основной поток и полноценно участвовать в процессе энергообмена в вихревой трубе.

Это позволяет повысить холодопроизводительность предлагаемой трубы на 4о/о по сравнению с известными.

Составитель Ю.Мартинчнк

Редактор С. Саенко Техред И. Верес Корректор И. Эрдейи

Заказ 10668 28 Тираж 509 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, )K — 35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4