SU1099193A1 - Вихрева труба - Google Patents

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 .

Description

:о х

1C

9

-г

Фмг.1

1099193

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.

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.

Фиг. 2

Фиг. 5

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. jg

Фиг.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.