[go: up one dir, main page]

SU1099193A1 - Vortex tube - Google Patents

Vortex tube Download PDF

Info

Publication number
SU1099193A1
SU1099193A1 SU823526748A SU3526748A SU1099193A1 SU 1099193 A1 SU1099193 A1 SU 1099193A1 SU 823526748 A SU823526748 A SU 823526748A SU 3526748 A SU3526748 A SU 3526748A SU 1099193 A1 SU1099193 A1 SU 1099193A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
washers
holes
diameter
diaphragms
vortex
Prior art date
Application number
SU823526748A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Анатолий Иванович Азаров
Петр Евгеньевич Кротов
Original Assignee
Одесский Технологический Институт Холодильной Промышленности
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Одесский Технологический Институт Холодильной Промышленности filed Critical Одесский Технологический Институт Холодильной Промышленности
Priority to SU823526748A priority Critical patent/SU1099193A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1099193A1 publication Critical patent/SU1099193A1/en

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B9/00Compression machines, plants or systems, in which the refrigerant is air or other gas of low boiling point
    • F25B9/02Compression machines, plants or systems, in which the refrigerant is air or other gas of low boiling point using Joule-Thompson effect; using vortex effect
    • F25B9/04Compression machines, plants or systems, in which the refrigerant is air or other gas of low boiling point using Joule-Thompson effect; using vortex effect using vortex effect

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)

Abstract

1. ВИХРЕВАЯ ТРУБА, содержаща  ох лаждаемую камеру энергетического разделени  с сопловым вводом, выполненную в виде пакета чередующихс  диафрагм и коль .- ;;;::: цевых шайб, отличающа с  тем, что, с целью повышени  термодинамической эффективности, в шайбах выполнены отверсти , соосно расположенные на одинаковом рассто нии от оси камеры, и тангенциальные каналы , подключенные к этим отверсти м и выведенные на внутреннюю поверхность шайб, а перфораци  в диафрагмах размещена соосно с отверсти ми шайб, имеющими диаметр, меньший внутреннего диаметра последних, а ширина тангенциальных каналов в наиболее удаленной от соплового ввода шайбе равна диаметру выполненных в ней отверстий .1. VORTEX PIPE, containing a cooled energy separation chamber with nozzle inlet, made in the form of a package of alternating diaphragms and col .- ;;; :: ::: washers, characterized in that, in order to increase thermodynamic efficiency, holes were made in the washers coaxially spaced at the same distance from the axis of the chamber, and tangential channels connected to these holes and led out onto the inner surface of the washers, and the perforations in the diaphragms are coaxial with the holes of the washers having a diameter smaller than the diameter of the latter, and the width of the tangential channels in the puck furthest from the nozzle inlet is equal to the diameter of the holes made in it.

Description

:о х: oh

1C1C

99

-g

Фмг.1Fmg.1

10991931099193

2. Труба по П.1, отличаю- щий 0,5-0,7 диаметра отверстий шайб щ а   с   тем, что перфорации в диафрагмах имеют диаметр, составл юИзобретение относитс  к специальным средствам вихревого охлаждени  газа, а более конкретно к устройства дл  воздушного охлаждени  технологической зоны при сборке объектов аэрокосмической промышленности в услови х недопустимости выпуска из апп рата гор чего потока и, преимущественно , при отсутствии жидкого теплоносител  (воды) дл  теплоотвода от п риферии вихревого потока. . Известны вихревые трубы с- сопловым вводом и параллельно установленными кольцевьши диафрагмами на охлаж даемом гор чем конце, в зазорах между которыми помещены кольцевые шайбы , имеющие внутренний диаметр больший , чем у отверстий диафрагмы(1 . Недостатком вихревых труб подобного типа  вл етс  неполное использование располагаемой поверхности внутреннего оребрени  из-за засто  гор чего газа 6 узких зазорах между шайбами, что приводит к снижению теп передачи от периферийного гор чего в р  к диафрагмам и далее, - к охлаждаю щей среде. Известна вихрева  труба, содержаща  охлаждаемую камеру энергетического разделени  с сопловым ввоДом, выполненную в виде пакета чередую; цихс  диафрагм и кольцевых . Перфораци  этой вихревой трубы выполнена на внешней стороне диафра и позвол ет отвести из камеры энергетического разделени  влагу,- отдел  мую центробежными силами. При этом улучшаютс  услови  теплоотдачи от периферийного вихревого потока к диафрагмам за счет дополнительной циркул ции в цел х между шайбами в не, удаленной от оси вихревой трубы более чем на 2-3 ее радиуса. Однако это улучшение невелико, достигающее повьщ1ение удельной холодопроизводит ности не превышает 10% от холодопро изводительности вихревых труб с неперфорированными шайбами.2. A pipe according to Claim 1, distinguishing between 0.5 and 0.7 times the diameter of the holes of the washers, so that the perforations in the diaphragms have a diameter, the invention relates to special means of vortex gas cooling, and more specifically to an air device cooling the process zone when assembling objects of the aerospace industry in conditions of inadmissibility of release from the apparatus of a hot stream and, mainly, in the absence of a liquid heat carrier (water) for heat removal from the periphery of the vortex flow. . Vortex tubes are known with a nozzle inlet and parallel-mounted annular diaphragms at the cooled hot end, in the gaps between which annular washers are placed, having an inner diameter larger than that of the orifice holes (1. The lack of vortex tubes of this type is incomplete use of the available surface of internal ribbing due to the stagnation of hot gas 6 narrow gaps between the washers, which leads to a decrease in heat transfer from the peripheral hot to the p to the diaphragms and further to the cooling medium. The tube vortex tube containing a cooled energy separation chamber with a nozzle inlet, made in the form of a packet alternating; cix diaphragms and annular perforations. The perforation of this vortex tube is made on the outer side of the diaphragm and allows moisture to be removed from the energy separation chamber. This improves the heat transfer conditions from the peripheral vortex flow to the diaphragms due to the additional circulation between the washers in the not distant from the axis of the vortex tube more than 2-3 times its radius. However, this improvement is not large, the attaining increase in the specific cooling capacity does not exceed 10% of the cooling capacity of vortex tubes with non-perforated washers.

и увеличивающийс  в сторону от соплового ввода. Цель изобретени  - дальнейшее повышение термодинамической эффективности вихревой трубы путем интенсификации теплоотдачи на диафрагмах в зоне, примыкающей к перфорации. Цель достигаетс  тем, что в вихревой трубе, содержащей охлаждаемую камеру энергетического разделени  с сопловым вводом, выполненную в виде пакета чередующихс  диафрагм и кольцевых шайб,в шайбах выполнены отверсти , соосно расположенные на одинаковом рассто нии от оси камеры, и тангенциальные каналы, подключенные к этим отверсти м и выведенные на внутреннюю поверхность шайб, а перфораци  в диафрагмах размещена соосно с отверсти ми шайб, имеющими диаметр, меньший внутреннего диаметра последних , а ширина тангенциальных каналов в наиболее удаленной от соплового ввода шайбе равна диаметру выполненных в нем отверстий. При этом перфорации в диафрагмах имеют диаметрэ составл ющий 0,50 ,7 диаметра отверстий шайб и увеличивающийс  в сторону от соплового ввода. На фиг.1 изображена вихрева  труба в разрезе, общий вид; на фиг.2 вариант выполнени  шайб и диафрагм, на фиг.З - другой вариант выполнени  шайб и диафрагм. Вихрева  труба содержит охлаждаемую камеру 1 энергетического разделени  с сопловым вводом 2, выполненную в виде пакета чередующихс  диафрагм 3 и кольцевых шайб 4. В шайбах 4 выполнены отверсти  5, соосно расположенные на одинаковом рассто нии от оси камеры 1, и тангенциальные каналы 6, подключенные к этим отверсти м 5 и выведенные на внутреннюю поверхность шайб 4, а перфораци  7 в диафрагмах размещена соосно с отверсти ми 5 шайб 4, имеющими диаметр, внутреннего диаметра последних, а ширина тангенциальных каналов 6 31 в наиболее удаленной от соплового ввода шайбе равна диаметру выполненных в ней отверстий 5. Перфорации 7 в диафрагмах 3 имеют диаметр, составл ющий 0,5-0,7 диаметра отверстий 5 шайб 4 и увеличивающийс  в сторону от соплового ввода 2. Вывод охлажденного потока производитс  через патрубок 8. Вихрева  труба работает следующим образом. Подаваемый в сопловой ввод сжатый газ приобретает вихревой характер движени  и в виде гор чего периферийного вихр  двигаетс  от соп лового ввода 2 вдоль внутренней полос ти камеры 1 энергетического разделени . Периферийные слои вихревого потока омывают внутреннюю поверхност диафрагм 3, отдают им свое тепло и по тангенциальным каналам 6 в шайбах 4 поступают в периферийные вихре вые камеры, образованные отверсти ми 5 в шайбах 4 и отверсти ми перфорации 7 в диафрагмах 3. Здесь, под действием скоростного напора периферийных слоев газа образуетс  вторичный вихрь, имеющий частоту вращени  большую, чем вихрь в полости гор чего конца из-за того, что диаметр отверсти  5 в шайбах А меньше их внутреннего диаметра (по закону сохранени  количества движени ). В результате вторичного вихревого эффекта происходит повьшение температуры периферийных слоев газа, что,при возросшей частоте их вращени , улучшает отвод от них тепла к диафрагмам в зоне, примыкающей к отверсти м перфорации 7.Охладившиес  осевые слои газа под действием градиента .давлений движутс  через отверсти  в диафрагмах 3 в направлении от сопло- 93-4 вого ввода 1. По мере продвижени  к газу подмешиваютс  новые порции из отверстий 5. Увеличение диаметра перфораций 7 в диафрагмах 3 соответствует увеличению объемного расхода газа, который, достигнув наиболее удаленной от соплового ввода 2 шайбы через каналы в ней поступает в полость камеры энергетического разделени . Здесь охлажденный в дополнительных вихревых камерах газ формирует осевой вихрь, который движетс  навстречу гор чему периферийному вихрю, в результате вихревого процесса энергоразделени  понижает свою температуру и через патрубок холодного потока 8 выводитс  из вихревой трубы. Данное изобретение позвол ет интенсифицировать процесс теплоотдачи от периферии вихр к диафрагмам путем организации дополнительных вихревых камер и вторичного энергоразделени  в них периферийных слоев газа; сформировать осевой вихрь, движущийс  навстречу периферийному вихрю в камере энергетического разделени , из охлажденного в дополнительных вихревых камерах газа; в результате более .полно использовать энергию давлени  и вращени  гор чего периферийного вихр , и повысить термодинамическую эффективность вихревого процесса энергооазделени . Равноудаленность отверстий сохран ет осевую симметрию вихревой трубы и равномерное распределение теплового потока по поверхности диафрагм. Откидаемый экономический эффект от внедрени  восьми вихревых труб составл ет 10488 руб.and increasing away from nozzle entry. The purpose of the invention is to further increase the thermodynamic efficiency of the vortex tube by intensifying heat transfer at the diaphragms in the zone adjacent to the perforation. The goal is achieved by the fact that in a vortex tube containing a cooled energy separation chamber with a nozzle inlet, made in the form of a package of alternating diaphragms and ring washers, in the washers there are holes coaxially located at the same distance from the chamber axis, and tangential channels connected to this openings on the inner surface of the washers, and perforations in the diaphragms are placed coaxially with the openings of the washers having a diameter smaller than the inner diameter of the latter, and the width of the tangential channels in Lee remote from the nozzle entering the washer equals the diameter of holes formed therein. In this case, the perforations in the diaphragms have a diameter of 0.50, 7 diameters of the holes of the washers and increasing away from the nozzle inlet. Figure 1 shows a vortex tube in section, a general view; Fig. 2 shows an embodiment of the washers and diaphragms; Fig. 3 shows another embodiment of the washers and diaphragms. The vortex tube contains a cooled energy separation chamber 1 with a nozzle inlet 2, made in the form of a packet of alternating diaphragms 3 and ring washers 4. In the washers 4 there are holes 5 coaxially spaced at equal distances from the axis of the chamber 1, and tangential channels 6 connected to these holes 5 and the washers 4 brought to the inner surface, and the perforation 7 in the diaphragms are placed coaxially with the holes 5 of the washers 4 having a diameter of the latter’s inner diameter and the tangential channels 6 31 in the most distant from The inlet washer is equal to the diameter of the holes 5 made therein. The perforations 7 in the diaphragms 3 have a diameter of 0.5-0.7 times the diameter of the holes 5 of the washers 4 and increasing away from the nozzle inlet 2. The cooled stream is withdrawn through the nozzle 8. The vortex tube works as follows. The compressed gas supplied to the nozzle entry acquires a vortex character of movement and, in the form of a hot peripheral vortex, moves from the nozzle inlet 2 along the inner strip of the chamber of the energy separation. Peripheral layers of the vortex flow wash the inner surface of the diaphragms 3, transfer their heat to them and through tangential channels 6 in washers 4 enter peripheral vortex chambers formed by holes 5 in washers 4 and holes of perforation 7 in diaphragms 3. Here, under the action of high-speed The pressure of the peripheral gas layers forms a secondary vortex having a rotation frequency greater than the vortex in the cavity of the hot end due to the fact that the diameter of the hole 5 in washers A is less than their internal diameter (according to the law of conservation of momentum). As a result of the secondary vortex effect, the temperature of the peripheral gas layers increases, which, with an increased frequency of their rotation, improves heat removal from them to the diaphragms in the zone adjacent to the perforation holes 7. The cooled axial gas layers under the action of the gradient of the pressure moves through the holes in diaphragms 3 in the direction from the nozzle 93-4 entry 1. As you move towards the gas, new portions of the holes 5 are mixed in. An increase in the diameter of the perforations 7 in the diaphragms 3 corresponds to an increase in the gas volume flow, ing reaching most remote from the nozzle entering the washer 2 through the channels it enters the separation chamber energy cavity. Here, the gas cooled in the additional vortex chambers forms an axial vortex that moves towards the hot peripheral vortex, as a result of the vortex process of energy separation it lowers its temperature and is led out of the vortex tube through the nozzle of the cold stream 8. This invention allows to intensify the process of heat transfer from the periphery of the vortex to the diaphragms by organizing additional vortex chambers and secondary energy separation of the peripheral gas layers in them; form an axial vortex moving towards the peripheral vortex in the energy separation chamber, from the gas cooled in the additional vortex chambers; as a result, more fully utilize the energy of pressure and rotation of the hot peripheral vortex, and increase the thermodynamic efficiency of the vortex process of energy separation. The equidistance of the holes maintains the axial symmetry of the vortex tube and the uniform distribution of heat flow over the surface of the diaphragms. The economic effect of introducing eight vortex tubes is 10488 rubles.

Фиг. 2FIG. 2

Фиг. 5FIG. five

Claims (2)

1 . ВИХРЕВАЯ ТРУБА, содержащая охлаждаемую камеру энергетического разделения с сопловым вводом, выполненную в виде пакета чередующихся диафрагм и коль- цевых шайб, отличающаяся тем, что, с целью повышения термодинамической эффективности, в шайбах выполнены отверстия, соосно расположенные на одинаковом расстоянии от оси камеры, и тангенциальные каналы, подключенные к этим отверстиям и выведенные', на внутреннюю поверхность шайб, а перфорация в диафрагмах размещена соосно с отверстиями шайб, имеющими диаметр, меньший внутреннего диаметра последних, а ширина тангенциальных каналов в наиболее удаленной от соплового ввода шайбе равна диаметру выполненных в ней отверстИи. jg1 . Vortex tube containing a cooled energy separation chamber with a nozzle inlet, made in the form of a package of alternating diaphragms and ring washers, characterized in that, in order to increase thermodynamic efficiency, holes were made in the washers coaxially located at the same distance from the camera axis, and tangential channels connected to these holes and brought out 'on the inner surface of the washers, and the perforations in the diaphragms are aligned with the holes of the washers having a diameter smaller than the inner diameter of the washers ice, and the width of the tangential channels in the washer farthest from the nozzle inlet is equal to the diameter of the holes made in it. jg Фиг.1Figure 1 2. Труба по п.1, отличающ а ‘я с я тем, что перфорации в диафрагмах имеют диаметр, составляю щий 0,5-0,7 диаметра отверстий шайб и увеличивающийся в сторону от сопло вого ввода.2. The pipe according to claim 1, characterized by the fact that the perforations in the diaphragms have a diameter of 0.5-0.7 of the diameter of the holes of the washers and increasing to the side of the nozzle inlet.
SU823526748A 1982-12-24 1982-12-24 Vortex tube SU1099193A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU823526748A SU1099193A1 (en) 1982-12-24 1982-12-24 Vortex tube

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU823526748A SU1099193A1 (en) 1982-12-24 1982-12-24 Vortex tube

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1099193A1 true SU1099193A1 (en) 1984-06-23

Family

ID=21040792

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU823526748A SU1099193A1 (en) 1982-12-24 1982-12-24 Vortex tube

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1099193A1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
1. Авторское свидетельство СССР № 456118, кл. F 25 В 9/02, 1971. 2. Авторское свидетельство СССР № 470684, кл. F 25 В 9/02, 1973. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RO108538B1 (en) Process and plant for substance exchange between liquid and gaseous mediums
US2790310A (en) Axial flow vortex tube mechanism
SU1099193A1 (en) Vortex tube
SU1231369A2 (en) Vortex vertical shell-and-tube heat exchanger
TWI808678B (en) Condensing system and its condensing device
US4298359A (en) Centrifugal separator having heat transfer means
SU1339388A1 (en) Heat exchanger
JPS61161388A (en) Mixing condenser for particularly utilizing heat energy of seawater
SU435419A1 (en) VORTEX PIPE
JPS5677690A (en) Heat exchanger
RU2052736C1 (en) Vortex tube
TWM632111U (en) Condensing system and condensing device thereof
SU1268929A1 (en) Vortex shell-and-tube heat exchanger
SU1032288A1 (en) Vortex pipe
RU2038121C1 (en) Gas separator
CN217697954U (en) Gas-containing falling film liquid distribution device
RU1778462C (en) Vortex energy separator
SU1165856A2 (en) Vortex pipe
RU2061926C1 (en) Device for discharging condensate
SU1274736A1 (en) Rotary apparatus
SU892176A1 (en) Heat exchanger
SU721644A1 (en) Vortex-type energy separator
SU814402A1 (en) Apparatus for drying compressed aur
SU798435A1 (en) Drying apparatus
CN217818223U (en) Condensing system and its condensing device