Вихревая труба

 

О П И С А Н И Е (802739

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советсиик

Социалистмчесииз

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22)Заивлено02.03.79 (2() 2732310/23-06 5t )щ

3 с присоединением заявки .%

Р 25 В 9/02

Гасударственный комитет (23) Приоритет по делам изобретений

1I открытий

Опубликовано 07.02.81. Бюллетень .% 5

Дата опубликования описания 07.02.81 (53 ) УД К 621 5 65..3 (088.8) 72) Авторы изобретения

В. И. Андрианов, А.B. Латышев и Н. H. Новиков

1 ъ

Рыбинский авиационный технологическии институт

I71) Заявитель (54) ВИХРЕВАЯ ТРУБА

Настоящее изобретение относится к коподильно-нагревательным устройствам и может найти применение, например в истемах охдаждения и обогрева различных объектов.

Известны вихревые трубы, содержащие завихритепь, вихревую камеру, диафрагму, лопаточный диффузор (1).

Существенным недостатком известных вихревых труб является низкая термодинамическая эффективность, из-за того

1О что отбор горячей ссставляющей потока происходит непосредственно с периферийных участков горячего кониа вихревой трубы, тогда как наиболее высокие температуры (дпя коротких конических вих15 ревых труб) имеют место не у самой стенки, а на некотором расстоянии от нее, на радиусе разделения вихрей.

Известны также вихревые трубы, содержащие камеру энергетического разделения с сопловым вводом сжатого газа

/ и диафрагмой, установленный по ocg горячего кониа ввод дополнительного пото2 ка в виде стакана с окнами на боковой поверхности и узел отбора горячей состав ляющей газа (2g.

Данные трубы по своей технической сущности наиболее близки к описываемой.

Однако в них наряду с на.иболее горячей составляющей потока ооуществляется отбор и менее горячих периферийных слоев. цепь изобретения — повышение термо динамической эффективности.

Бель достигается тем, что узел гор1 чей составпяюп1ей газа выполнен в виде примыкающих к наружной поверхности ств. кана кольцевой камеры и подключенных к ней патрубков, расположенных между окнами стаканов.

На фиг. 1 схематически показана описываемая вихревая труба; на фиг. 2 — разрез

А-А фиг. 1; на фиг. 3 — разрез Б-Б фиг. 1 °

Вихревая труба содержит сопловый ввод

1 сжатого газа вихревую камеру 2 (камеру энергетического разделения), диафрат зю

3 8027 му 3, ввод 4 дополнительного потока, установленный по оси горячего конца трубы и выполненный в виде стакана 5, к наружной поверхности которого примыкает кольцевая камера 6, разделяющаяся на некотором расстоянии от края стакана

5 на несколько патрубков 7, выходящих в камеру 8 сбора горячей составляющей потока. На боковых стенках стакана 5 между патрубками 7 имеется HBGKoAbKo окон 9, Камера 6, патрубки 7 и окна

9 составляют узел отбора горячей сос— тавляющей потока.

Вихревая труба работает следующим образом.

Сжатый газ под.давлением поступает через сопловый ввод 1 в вихревую камеру 12 в виде закрученного потока. Вследствие реализации эффекта Ранка газ разделяется на два потока. Охлажденные слои газа выводятся через отверстие д афрагмы 3 к потребитепю. Периферийные, более нагретые слои движутся в противопопожную сторону и поступают к потРебителю через узел отбоРа горячей составляющей потока.

Процесс энергообмена и массообмена между вихрями происходит по всей длине вихревой камеры, в том числе, и через окна 9.

Отбор горячей составляющей потока;, из зоны радиуса разделения вихрей целесообразнее всего осуществлять для конических вихревых труб с дополнительным потоком, так как дпя них радиус разделения вихрей r g лежит на расстоянии

r -„0,7-0,9 (Т = r tr<, где г -относительный радиус вихревой трубы; гтекущий радиус вихревой трубы, г „ действительный радиус вихревой трубы ).

При этом отвод горячей составляющей потока можно ocymec твлять как в осе39 вом, так и в радиальном направлении (на чертеже показан осевой отвод).

11росселирование горячего потока производить нецелесообразно, так как при изменении плошади проходного сечения горячего конца, а следовательно, и расхода газа через горячий конец, значение величины r > существенно изменяется, что может привести к выходу зоны радиуса разделения вихрей из области действия кольцевой камеры узла отбора горячей составляющей потока.

Использование описанной вихревой трубы поазоляет повысить ее термодинамическую эффективность

Формула изобретения

Вихревая труба, содержащая камеру энергетического разделения с сопловым вводом сжатого газа и диафрагмой, установленный по оси горячего конца ввод дополнительного потока в виде стакана с окнами на боковой поверхности и узел отбора горячей составляющей газа, о т л и ч а ю m а я с я тем, что, с целью повышения термодинамической эффективности, узел отбора горячей составляющей газа выполнен в виде примыкающих к наружной поверхности стакана кольцевой камеры и подключенных к ней патрубков, расположенных между окнами стакана, Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1 Метенин В. И. "Исследование противоточных вихревых труб . Инженернофизический журнал, т. 7, М. 2, 1964, с. 95-102.

2. Лвторское свидетельство СССР

Ne 582441, кл. Р 25 В 9/02, 1975.

802 739

Фиг. /

Составитель Ю. Мартинчик

Техред Л.Пекарь

Редактор T. Глазова

Корректор О.Билак

Заказ 105 92/50 Тираж 577

ВНИИПИ. Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4