Вихревая трубка своими руками: Вихревая труба ранке своими руками

Содержание

Вихревая труба ранке своими руками

Всем привет! Еще когда учился в школе очень любил журнал Юный техник, сегодня ночью случайно вспомнил статью, когда то прочитанную в детстве, про разделение потока воздуха на горячий и холодный поток. Вот и решил с утра погуглить и почти сразу все нашел, благо информации в интернете море : Очень хочу попробовать сделать себе кондер и печку в машину, но сколько не искал никто такое в машину не ставил, Может кто видел, слышал или что-нибудь знает? Вот ссылки: Википедия: ru. Как я понимаю подобную установку кустарно не изготовишь она не так проста как кажеться это вопервых во вторых она будет работать только при высоком давлении и соответственно ее производительность может и скорее всего и есть запредельная для объема салона.


Поиск данных по Вашему запросу:

Схемы, справочники, даташиты:

Прайс-листы, цены:

Обсуждения, статьи, мануалы:

Дождитесь окончания поиска во всех базах.

По завершению появится ссылка для доступа к найденным материалам. ПОСМОТРИТЕ ВИДЕО ПО ТЕМЕ: 🌑 ВИХРЕВОЙ ХОЛОДИЛЬНИК или ТОРНАДО НА ЛАДОНИ Вихревая труба Ранка Vortex Tube Игорь Белецкий

Сделать своими руками вихревую трубу. Вихревой кавитационный теплогенератор


Вот такой, казалось бы, простой прибор позволит позабыть о привычном дорогостоящем отоплении. Заметили, что цена отопления и горячего водоснабжения выросла и не знаете, что с этим делать? Решение проблемы дорогих энергоресурсов — это вихревой теплогенератор. Я расскажу о том, как устроен вихревой теплогенератор и каков принцип его работы.

Также вы узнаете, можно ли собрать такой прибор своими руками и как это сделать в условиях домашней мастерской. Вихревой тепловой генератор считается перспективной и инновационной разработкой. А между тем, технология не нова, так как уже почти лет назад ученые думали над тем, как применить явление кавитации.

Труба Ранка, проникая в которую газообразная среда делится на горячий и холодный воздух — это явление было открыто в начале двадцатого века, а применяется на практике сегодня. Ранк первым заметил, что температура воздуха на входе в циклон воздухоочиститель отличается от температуры той же воздушной струи на выходе.

Впрочем, на начальных этапах стендовых испытаний, вихревую трубу проверяли не на эффективность нагрева, а наоборот, на эффективность охлаждения воздушной струи. Показанный на схеме принцип работы вихревой трубы несложен — поток проходит через камеру закрутки, где разбивается на два потока с разной температурой.

Технология получила новое развитие в х годах двадцатого века, когда советские ученые догадались усовершенствовать трубу Ранка, запустив в нее вместо воздушной струи жидкость. За счет большей, в сравнении воздухом, плотности жидкой среды, температура жидкости, при прохождении через вихревую трубу, менялась более интенсивно. К сожалению, необходимости в дешёвых источниках тепловой энергии на тот момент не было, и технология не нашла практического применения. Первые действующие кавитационные установки, предназначенные для нагрева жидкой среды, появились только в середине х годов двадцатого века.

На фото показан демонстрационный вихревой генератор, в котором вода циркулирует в замкнутом контуре. Череда энергетических кризисов и, как следствие, увеличивающийся интерес к альтернативным источникам энергии послужили причиной для возобновления работ над эффективными преобразователями энергии движения водяной струи в тепло.

В результате, сегодня можно купить установку необходимой мощности и использовать ее в большинстве отопительных систем. Так выглядит рабочий генератор Потапова — поток воды из патрубка очень горячий. Традиционно считалось, что кавитация — это паразитное явление, характеризующееся интенсивным образованием пузырьков, которые, во время схлопывания, провоцируют разрушение окружающих предметов.

Характерный пример последствий кавитации — разрушение корабельных винтов или разрушение крыльчатки лопастных насосов. Теплогенератор вихревого типа — это прибор, в котором паразитное явление приносит пользу. На фото еще один теплогенератор Потапова, в ходе испытательных работ подключённый к отопительному радиатору.

Кавитация позволяет не давать воде тепло, а извлекать тепло из движущейся воды, при этом нагревая ее до значительных температур. Несмотря на то, что кавитация — это паразитное явление, конструкционные элементы современных теплогенераторов, в отличии от тех же корабельных винтов, не страдают. Это объясняется тем, что кавитационные процессы протекают не вокруг дискового активатора, а за ним. Так выглядит стационарная кавитационная установка, подключённая к промышленной системе отопления.

Устройство действующих образцов вихревых теплогенераторов внешне несложное. Дисковый активатор, одетый на вал — это приспособление отвечает за движение водной среды и за создание кавитационного эффекта.

Кстати, на территории России уже сегодня можно насчитать не менее десяти населённых пунктов, где централизованное отопление обеспечивается не традиционными котельными, а гравитационными генераторами. Нагрев проточной воды для бытового использования. Теплогенератор, при включении в сеть, очень быстро нагревает воду. Поэтому такое оборудование можно использовать для разогрева воды в автономном водопроводе, в бассейнах, банях, прачечных и т. Смешивание несмешиваемых жидкостей.

В лабораторных условиях, кавитационные установки могут использоваться для высококачественного перемешивания жидких сред с разной плотностью, до получения однородной консистенции.

Интеграция в отопительную систему частного дома Для того, чтобы применить теплогенератор в отопительной системе, его в нее надо внедрить. Как это правильно сделать? На самом деле, в этом нет ничего сложного. Схема внедрения вихревого теплогенератора в отопительную систему загородного дома или квартиры — кроме наличия насоса, особых отличий от монтажа обычного котла нет.

Перед генератором на рисунке отмечен цифрой 2 устанавливается центробежный насос на рисунке — 1 , которой будет поддавать воду с давлением до 6 атмосфер. После генератора устанавливается расширительный бак на рисунке — 6 и запорная арматура. Если установить теплогенератор в обычную котельную вместо твёрдотопливного котла, останется много свободного места.

Небольшая масса установки. За счет небольшого веса, даже крупные установки высокой мощности можно запросто расположить на полу котельной, не строя специальный фундамент. С расположением компактных модификаций проблем вообще нет.

Единственно, на что нужно обратить внимание при монтаже прибора в отопительной системе, так это на высокий уровень шума. Поэтому монтаж генератора возможен только в нежилом помещении — в котельной, подвале и т. Простая конструкция. Теплогенератор кавитационного типа настолько прост, что в нем нечему ломаться. В устройстве небольшое количество механически подвижных элементов, а сложная электроника отсутствует в принципе.

Поэтому вероятность поломки прибора, в сравнении с газовыми или даже твердотопливными котлами, минимальна. Нет необходимости в дополнительных доработках. Теплогенератор можно интегрировать в уже существующую отопительную систему. То есть, не потребуется менять диаметр труб или их расположение.

Нет необходимости в водоподготовке. Если для нормальной работы газового котла нужен фильтр проточной воды, то устанавливая кавитационный нагреватель, можно не бояться засоров. За счет специфических процессов в рабочей камере генератора, засоры и накипь на стенках не появляются. Работа оборудования не требует постоянного контроля. Если за твёрдотопливными котлами нужно присматривать, то кавитационный обогреватель работает в автономном режиме.

Инструкция эксплуатации устройства проста — достаточно включить двигатель в сеть и, при необходимости, выключить. Кавитационные установки никак не влияют на экосистему, ведь единственный энергопотребляющий компонент — это электродвигатель. Схемы изготовления теплогенератора кавитационного типа Для того чтобы сделать действующий прибор своими руками, рассмотрим чертежи и схемы действующих устройств, эффективность которых установлена и документально зарегистрирована в патентных бюро.

Цифрой 1 обозначена вихревая форсунка, на которой смонтирована камера закрутки. С боку камеры закрутки можно видеть входной патрубок 3 , который присоединён к центробежному насосу 4. Особо важный элемент на схеме — это резонатор 7 выполненный в виде полой камеры, объем которой изменяется посредством поршня 9.

Цифрой 12 и 11 обозначены дроссели, которые обеспечивают контроль интенсивности подачи водных потоков. Прибор с двумя последовательными резонаторами. На рис 2 показан теплогенератор, в котором резонаторы 15 и 16 установлены последовательно. Один из резонаторов 15 выполнен в виде полой камеры, окружающей сопло, обозначенное цифрой 5.

Второй резонатор 16 также выполнен в виде полой камеры и расположен с обратного торца устройства в непосредственной близости от входных патрубков 10 подающих возмущающие потоки. Дроссели, помеченные цифрами 17 и 18, отвечают за интенсивность подачи жидкой среды и за режим работы всего устройства. Теплогенератор с встречными резонаторами. На рис. В этой схеме вихревая форсунка 1 соплом 5 огибает выходное отверстие резонатора Напротив, резонатора, отмеченного цифрой 19, вы можете видеть входное отверстие 22 резонатора под номером Обратите внимание на то, что выходные отверстия двух резонаторов расположены соосно.

На этой схеме можно видеть следующие детали:. Основные трудности при изготовлении перечисленных элементов могут возникнуть при производстве полого корпуса, так как лучше всего его сделать литым. Так как оборудования для литья металла в домашней мастерской нет, такую конструкцию, пусть и с ущербом для прочности, придётся делать сварной.

Схема совмещения роторного кольца 3 и статора 4. На схеме показано роторное кольцо и статор в момент совмещения при прокручивании роторного диска. То есть, при каждом совмещении этих элементов мы видим образование эффекта, аналогичного действию трубы Ранка. Такой эффект будет возможен при условии, что в агрегате, собранном по предложенной схеме, все детали будут идеально подогнаны друг к другу.

Поворотное смещение роторного кольца и статора. То есть, за счёт скорости вращения роторного диска, можно задать параметры интенсивности возникновения гидравлических ударов, провоцирующих выброс энергии.

Проще говоря, чем быстрее будет раскручиваться диск, тем температура водной среды на выходе будет выше. Теперь вы знаете, что собой представляет популярный и востребованный источник альтернативной энергии. А значит, вам будет просто решить: подходит такое оборудование или нет. Также рекомендую к просмотру видео в этой статье. Раз в неделю мы присылаем самый интересный материал, который вы еще не видели.

Нас читают уже 32 человек. Присоединяйтесь к нам! Содержание 1 Немного истории 2 Принцип действия 2. Не пропустите самое важное: Раз в неделю мы присылаем самый интересный материал, который вы еще не видели. Нажимая на кнопку, вы даёте согласие на обработку своих персональных данных. Индукционный нагреватель — что это и как собрать прибор самостоятельно Установка газовой колонки: 3 подсказки человеку, который не желает зависеть от представителей коммунальных организаций Нагреватель воды: изучаем 4 разновидности приборов для горячего водоснабжения.

Типы источника нагрева. Типы теплоносителя. В преобразователь трубного типа подается основной поток жидкой среды обычной температуры; Навстречу движению основного потока подаются дополнительные потоки жидкой среды; Разнонаправленные потоки, сталкиваясь, создают эффект кавитации, за счет чего жидкая среда на выходе из преобразователя нагревается.


Вы точно человек?

То есть в силу присущих эпохе попадания ограничений по сложности, трудоемкости, дороговизне или недоступности сырья для него считаются реальными только относительно простые и грубоватые устройства и вещества, которые можно изготовить по памяти в полукустарных условиях, без наличия выскоточных и редких инструментов, да к тому же обладая относительно невысокой квалификацией. В реальной истории этому уровню соответствует где-то начало-середина XIX века. Но оказывается, существуют малоизвестные широкой публике явления и технологии, которые были открыты или разработаны совсем недавно, уже в индустриальную эпоху, но отличаются простотой и вышеописанных ограничений не имеют. Возьмем вот водоструйный насос. Штука вроде бы простая до упора, но чтобы додуматься до принципа и получить эффективное устройство, нужно действовать целенаправленно, в соответствии с некой теоритической базой. Именно это сочетание простоты и исчезающе малой вероятности, что для чего-то подобного додумаются аборигены, делает такие технологии для попаданца очень лакомым кусочком.

Классическими устройствами, использующими эффект Ранка.

Вихревой двигатель для отопления

Кондиционер в авто на основе вихревой трубке Ранка-Хилша Здесь можно немножко помяукать :. Обсуждаем электронику на колесах. Нужен увлажнитель воздуха для Камаза? Вам сюда. Re: Кондиционер в авто на основе вихревой трубке Ранка-Хилша. А шум потока воздуха на выходе?! Через корпус установки и без шумоизоляции не так сильно будет слышно, тем более, она и не в салоне будет надеюсь Если сильно надо на выходе можно глушитель.

Вихревая трубка Ранка-Хильша.

Забыли пароль? Найгель Авторские материалы — В. Богомолов Авторские материалы о разработках Шаубергера Авторские материалы о вихревом движении Программное обеспечение Понемногу обо всём Технологии Perpetuum mobile. У меня не скромный вопрос: Кто нибудь дома изготавливал такую трубу?

Вихревой теплогенератор ВТГ , работающий на воде и предназначенный для преобразования электрической энергии в тепловую, был разработан в начале х годов. Вихревой теплогенератор используются для обогрева жилых, производственных и иных помещений горячего водоснабжения.

Вихревая трубка Ранка-Хильша.

Вихревой эффект эффект Ранка —Хилша — эффект разделения газа или жидкости на две фракции при закручивании в цилиндрической или конической камере. На периферии образуется закрученный поток с большой температурой, а в центре — охлаждённый поток, закрученныё в противоположную сторону. Дальнейшие исследования проводились во многих странах, в том числе и в СССР. Однако исследования эти носили случайный характер. Причина-отсутствие теории достоверно объясняющей этот парадоксальный, чрезвычайно впечатляющий эффект. Один известный в то время рационализатор пытался внедрить изготовленную им трубку для охлаждения токарных резцов непосредственно в процессе резания.

Вихревые приборы

Традиционно считалось, что кавитация — это паразитное явление, характеризующееся интенсивным образованием пузырьков, которые, во время схлопывания, провоцируют разрушение окружающих предметов. Характерный пример последствий кавитации — разрушение корабельных винтов или разрушение крыльчатки лопастных насосов. Теплогенератор вихревого типа — это прибор, в котором паразитное явление приносит пользу. На фото еще один теплогенератор Потапова, в ходе испытательных работ подключённый к отопительному радиатору. Кавитация позволяет не давать воде тепло, а извлекать тепло из движущейся воды, при этом нагревая ее до значительных температур. Несмотря на то, что кавитация — это паразитное явление, конструкционные элементы современных теплогенераторов, в отличии от тех же корабельных винтов, не страдают.

Сделать своими руками вихревую трубу. . на создание теплогенератора стала вихревая труба Ранка. Труба Ранка была изобретена.

free-etalon.ru

Вихревые трубы помогают получить поток холодного или теплого воздуха. Чаще всего применяются в заводских условиях, где есть избыток сжатого воздуха. Конструкция ВТ настолько незамысловата, что вихревая труба своими руками изготавливается достаточно просто. Для этих целей используется труба, с одного конца у которой устанавливается диафрагма с дроссельным отверстием, а у другого — регулируемый вентиль.

Трёхпоточная вихревая труба ТВТ

ВИДЕО ПО ТЕМЕ: 🏠Сверхэффективное отопление, используется вихрь трубки Ранке

Перейти к содержимому. Отправлено 25 June — Отправлено 26 June — Отправлено 30 October — Отправлено 04 November — Отправлено 24 December —

Грамотно преподнести себя через рекламу — тоже искусство!

Вихревые трубы (ВТ) – устройство и области применения.

Высокоэффективное устройство для разделения газожидкостной смеси, понижения давления и выделения жидкой фазы из газа методом НТС. В газодинамике вихревых течений известно такое нетривиальное явление, как эффект Ранка эффект Ранка- Хилша, или вихревой эффект , заключающийся в том, что в вихревых трубах достаточно простой геометрии происходит разделение потока газа на два, один из которых — периферийный — имеет температуру выше температуры исходного газа, а второй — центральный — соответственно ниже. Этот эффект выглядит еще более странным, если учесть, что, как и в случае вихревой стабилизации газовых разрядов, архимедовы силы должны были бы привести к «всплытию» в центре вихря более горячего газа. Эффект температурного разделения газов был обнаружен Ранком в г. После Второй мировой войны началось интенсивное экспериментальное и теоретическое исследование этого эффекта, которое не прекращается и по сей день.

Что такое Вихревой Смеситель в бытовых печах?

Кондиционер предназначен для охлаждения и отопления зданий, очистки воздуха, в приточной и вытяжной вентиляции. Кондиционер содержит корпус, патрубок подвода и патрубки отвода газа, первую камеру объемного вихря со входом, размещенным в центре первого торца корпуса и соединенным с патрубком подвода газа. На входе первой камеры размещены последовательно вентилятор и диафрагма, а на выходе первой камеры объемного вихря на большем радиусе установлен спиральный отвод, соединенный с первым патрубком отвода газа, и диафрагма с центральным отверстием, внутри которого размещены наклонные лопатки. Диафрагма образует со вторым торцом корпуса вторую камеру адиабатного сжатия, на большем радиусе которой установлен спиральный отвод, соединенный со вторым патрубком отвода газа.


Теплоустановка Потапова — Блог о строительстве

Теплогенератор Потапова не известен широким народным массам и еще мало изучен с научной точки зрения.

Впервые попробовать осуществить пришедшую в голову идею Юрий Семенович Потапов осмелился уже ближе к концу восьмидесятых годов прошлого столетия. Исследования проводились в городе Кишиневе. Исследователь не ошибся, и результаты попыток превзошли все его ожидания.Схема устройства теплогенератора на твердом топливе.Готовый теплогенератор удалось запатентовать и пустить в общее пользование лишь в начале февраля 2000 года.Все имеющиеся мнения в отношении созданного Потаповым теплогенератора достаточно сильно расходятся.

Кто-то считает его практически мировым изобретением, приписывают ему очень высокую экономичность при эксплуатации – до 150%, а в отдельных случаях и до 200% экономии энергии. Считают, что практически создан неиссякаемый источник энергии на Земле без вредных последствий для окружающей среды. Другие же утверждают обратное – мол, все это шарлатанство, и теплогенератор, на самом деле, требует ресурсов даже больше, чем при использовании его типовых аналогов.По некоторым источникам, разработки Потапова запрещены в России, Украине и на территории Молдовы.

По другим источникам, все-таки, на настоящий момент в нашей стране термогенераторы подобного типа выпускают несколько десятков заводов и продаются они по всему миру, давно пользуются спросом и занимают призовые места на различных технических выставках.Описательная характеристика строения теплогенератораСхема стационарного теплогенератора.Представить, как выглядит теплогенератор Потапова можно, тщательно изучив схему его строения. Тем более, что состоит он из достаточно типовых деталей, и о чем идет речь, понять будет не сложно.Итак, центральной и самой основательной частью теплогенератора Потапова является его корпус. Он занимает центральное положение во всей конструкции и имеет цилиндрическую форму, установлен он вертикально.

К нижней части корпуса, его фундаменту, торцом присоединен циклон для зарождения в нем вихревых потоков и увеличения скорости продвижения жидкости. Поскольку установка в основе своего действия имеет большие скоростные явления, то в ее конструкции необходимо было предусмотреть элементы, тормозящие весь процесс для более удобного управления.Для таких целей в противоположной стороне от циклона к корпусу присоединяется специальное тормозное устройство. Оно тоже цилиндрической формы, в центре его установлена ось.

На оси по радиусам прикреплены несколько ребер, количеством от двух. Следом за тормозным устройством предусмотрено дно, снабженное выходным отверстием для жидкости. Далее по ходу отверстие преобразуется в патрубок.Это основные элементы теплогенератора, все они расположены в вертикальной плоскости и плотно соединены.

Дополнительно патрубок для выхода жидкости оснащен перепускным патрубком. Они плотно скреплены и обеспечивают контакт двух концов цепочки основных элементов: то есть патрубок верхней части соединен с циклоном в нижней части. В месте сцепления перепускного патрубка с циклоном предусмотрено добавочное малое тормозное устройство.

К торцевой части циклона под прямым углом к оси основной цепочки элементов прибора присоединен инжекционный патрубок.Инжекционный патрубок предусмотрен конструкцией устройства с целью соединения насоса с циклоном, приводящими и отводящими трубопроводами для жидкости.Прототип теплогенератора ПотаповаСхема механизма работы теплового насоса.Вдохновителем Юрия Семеновича Потапова на создание теплогенератора стала вихревая труба Ранка. Труба Ранка была изобретена с целью разделения горячей и холодной масс воздуха. Позже в трубу Ранка стали запускать и воду с целью получения аналогичного результата.

Вихревые потоки брали свое начало в так называемой улитке – конструктивной части прибора. В процессе применения трубы Ранка было замечено, что вода после прохождения улиткообразного расширения прибора изменяла свою температуру в положительную сторону.На это необычное, до конца не обоснованное с научной точки зрения явление и обратил внимание Потапов, применив его для изобретения теплогенератора с одним лишь небольшим отличием в результате. После прохождения воды через вихрь ее потоки не резко делились на горячий и холодный, как это происходило с воздухом в трубе Ранка, а на теплый и горячий.

В результате некоторых измерительных исследований новой разработки Юрий Семенович Потапов выяснил, что самая энергозатратная часть всего прибора – электрический насос – затрачивает намного меньше энергии, чем ее вырабатывается в результате работы. В этом и заключается принцип экономичности, на котором основан теплогенератор.Физические явления, на основе которых действует теплогенераторСхема устройства вихревой теплосистемы.В общем-то, в способе действия теплогенератора Потапова ничего сложного или необычного нет.Принцип действия этого изобретения основан на процессе кавитации, отсюда его еще называют вихревым теплогенератором. Кавитация основана на образовании пузырьков воздуха в толще воды, вызванном силой вихревой энергии потока воды.

Образование пузырьков всегда сопровождается специфическим звуком и образованием некой энергии в результате их ударов на большой скорости. Пузырьки представляют собой полости в воде, заполненные испарениями от воды, в которой они сами и образовались. Жидкость оказывает постоянное давление на пузырек, соответственно, он стремится перемещаться из области высокого давления в область низкого, дабы уцелеть.

В итоге, он не выдерживает давления и резко сжимается или «лопается», при этом выплескивая энергию, образующую волну.Выделяемая «взрывная» энергия большого количества пузырьков обладает такой силой, что способна разрушить внушительные металлические конструкции. Именно такая энергия и служит добавочной при нагреве. Для теплогенератора предусмотрен полностью закрытый контур, в котором образуются пузырьки очень малого размера, лопающиеся в толще воды.

Они не обладают такой разрушительной силой, но обеспечивают прирост тепловой энергии до 80%. В контуре обеспечивается поддержание переменного тока напряжением до 220В, целостность важных для процесса электронов при этом сохраняется.Как уже было сказано, для работы тепловой установки необходимо образование «водяного вихря». За это отвечает встроенный в тепловую установку насос, который образовывает необходимый уровень давления и с силой направляет его в рабочую емкость.

Во время возникновения завихрения в воде происходят определенные перемены с механической энергией в толще жидкости. В результате начинает устанавливаться одинаковый температурный режим. Дополнительная энергия создается, по Эйнштейну, переходом некой массы в необходимое тепло, весь процесс сопровождается холодным ядерным синтезом.Принцип действия теплогенератора ПотаповаСхема устройства тепловой пушки.Для полного понимания всех тонкостей в характере работы такого устройства, как теплогенератор, следует рассмотреть поэтапно все стадии процесса нагрева жидкости.В системе теплогенератора насос создает давление на уровне от 4 до 6 атм.

Под созданным давлением вода с напором поступает в инжекционный патрубок, присоединенный к фланцу запущенного центробежного насоса. Поток жидкости стремительно врывается в полость улитки, подобной улитке в трубе Ранка. Жидкость, как и в проделанном с воздухом опыте, начинает быстро вращаться по изогнутому каналу для достижения эффекта кавитации.Следующий элемент, который содержит теплогенератор и куда попадает жидкость – это вихревая труба, в этот момент вода уже достигла одноименного характера и движется стремительно.

В соответствии с разработками Потапова, длина вихревой трубы в разы превышает размеры ее ширины. Противоположный край вихревой трубы является уже горячим, туда-то и направляется жидкость.Чтобы достичь необходимой точки, она проходит свой путь по винтообразно закрученной спирали. Винтовая спираль располагается около стенок вихревой трубы.

Через мгновение жидкость достигает своего пункта назначения – горячей точки вихревой трубы. Этим действием завершается движение жидкости по основному корпусу устройства. Следом конструктивно предусмотрено основное тормозное устройство.

Это устройство предназначено для частичного вывода горячей жидкости из обретенного ею состояния, то есть поток несколько выравнивается благодаря радиальным пластинам, закрепленным на втулке. Втулка имеет внутреннюю пустую полость, которая соединяется с малым тормозным устройством, следующим за циклоном в схеме строения теплогенератора.Схема подключения теплогенератора к системе отопления.Вдоль стенок тормозного устройства горячая жидкость все ближе продвигается к выходу из устройства. Тем временем, по внутренней полости втулки основного тормозного устройства навстречу потоку горячей жидкости протекает вихревой поток отведенной холодной жидкости.Времени контакта двух потоков через стенки втулки достаточно, чтобы нагреть холодную жидкость.

И теперь уже теплый поток направляется к выходу через малое тормозное устройство. Дополнительный нагрев теплого потока осуществляется во время прохождения его по тормозному устройству под действием явления кавитации. Хорошо прогретая жидкость готова выйти из малого тормозного устройства по байпасу и пройти по основному отводящему патрубку, соединяющему два конца основной цепи элементов теплового устройства.Горячий теплоноситель также направляется на выход, но в противоположном направлении.

Вспомним, что к верхней части тормозного устройства прикрепляется дно, в центральной части дна предусмотрено отверстие с диаметром, равным диаметру вихревой трубы.Вихревая труба, в свою очередь, соединена отверстием в дне. Следовательно, горячая жидкость заканчивает свое движение по вихревой трубе проходом в отверстие дна. После горячая жидкость попадает в основной отводящий патрубок, где смешивается с теплым потоком.

На этом движение жидкостей по системе теплогенератора Потапова закончено. На выход из нагревателя вода поступает с верхней части отводного патрубка – горячая, а из нижней его части – теплая, в нем же она смешивается, готовая к использованию. Горячая вода может применяться либо в водопроводе для хозяйственных нужд, либо в качестве теплоносителя в системе отопления.

Все этапы работы теплогенератора проходят в присутствии эфира.Особенности применения теплогенератора Потапова для отопления помещенийКак известно, нагретую воду в термогенераторе Потапова можно использовать в различных бытовых целях. Достаточно выгодным и удобным может быть применение теплогенератора в качестве конструктивной единицы отопительной системы. Если исходить из указанных экономических параметров установки, то ни одно другое устройство не сравнится по экономии.Итак, при использовании теплогенератора Потапова для нагрева теплоносителя и пуска его в систему предусмотрен следующий порядок: отработанная уже жидкость с более низкой температурой от первичного контура снова поступает в центробежный насос.

В свою очередь, центробежный насос отправляет теплую воду через патрубок непосредственно в систему отопления.Преимущества теплогенераторов при использовании для отопленияНаиболее явное преимущество теплогенераторов – достаточно простое обслуживание, несмотря на возможность свободной установки без спроса специального разрешения на то у сотрудников электросетей. Достаточно раз в полгода проверить трущиеся детали устройства – подшипники и сальники. При этом, по заявлениям поставщиков, средний гарантированный срок службы – до 15 лет и более.Теплогенератор Потапова отличается полной безопасностью и безвредностью для окружающей среды и использующих его людей.

Экологичность обоснована тем, что при работе кавитационного теплогенератора исключаются выбросы в атмосферу вреднейших продуктов от переработки природного газа, твердотопливных материалов и дизельного топлива. Они просто не используются.Подпитка работы происходит от электросети. Исключается возможность возникновения возгорания по причине отсутствия контакта с открытым огнем.

Дополнительную безопасность обеспечивает приборная панель устройства, с ней производится тотальный контроль за всеми процессами изменения температуры и давления в системе.Экономическая эффективность при отоплении помещения теплогенераторами выражается в нескольких преимуществах. Во-первых, не нужно заботиться о качестве воды, когда она играет роль теплоносителя. Думать о том, что она причинит вред всей системе только по причине ее низкого качества, не придется.

Во-вторых, финансовых вложений в обустройство, прокладку и обслуживание тепловых трасс делать не нужно. В третьих, нагрев воды с использованием физических законов и применения кавитации и вихревых потоков полностью исключает появления кальциевых камней на внутренних стенках установки. В четвертых, исключаются траты денежных средств на транспортировку, хранение и приобретение ранее необходимых топливных материалов (природного угля, твердотопливных материалов, нефтяных продуктов).Неоспоримое преимущество теплогенераторов для домашнего пользования заключается в их исключительной универсальности.

Спектр применения теплогенераторов в бытовом обиходе очень широк:в результате прохождения через систему вода преобразуется, структурируется, а болезнетворные микробы в таких условиях погибают;водой из теплогенератора можно поливать растения, что будет способствовать их бурному росту;теплогенератор способен нагреть воду до температуры, превышающей точку кипения;теплогенератор может работать в совокупности с уже используемыми системами или быть встроенным в новую отопительную систему;теплогенератор уже давно используется осведомленными о нем людьми в качестве основного элемента отопительной системы в домах;теплогенератор легко и без особых затрат подготавливает горячую воду для использования ее в хозяйственных нуждах;теплогенератор может нагревать жидкости, используемые по различным назначениям.Совершенно неожиданным преимуществом является то, что теплогенератор можно применять даже для переработки нефти. Ввиду уникальности разработки, вихревая установка способна разжижать тяжелые пробы нефти, провести подготовительные мероприятия перед транспортировкой на нефтеперерабатывающие заводы. Все указанные процессы проводятся с минимальными затратами.Следует отметить способность теплогенераторов к абсолютно автономной работе.

То есть режим интенсивности его работы можно задать самостоятельно. К тому же, все конструкции теплогенератора Потапова очень просты при монтаже. Привлекать работников сервисных организаций не потребуется, все операции по установке можно проделать самостоятельно.Самостоятельная установка теплогенератора ПотаповаДля установки своими руками вихревого теплогенератора Потапова в качестве основного элемента отопительной системы требуется достаточно мало инструментов и материалов.

Это при условии, что разводка самой отопительной системы уже готова, то есть регистры подвешены под окнами и соединены между собой трубами. Остается только подключить устройство, подающее горячий теплоноситель. Необходимо подготовить:хомуты – для плотного соединения труб системы и труб теплогенератора, типы соединений будут зависеть от используемых материалов труб;инструменты для холодной или горячей сварки – при использовании труб с обеих сторон;герметик для уплотнения соединений;плоскогубцы для утяжки хомутов.При установке теплогенератора предусмотрена диагональная разводка труб, то есть по ходу движения горячий теплоноситель будет подаваться в верхний патрубок батареи, проходить через нее, а остывающий теплоноситель будет выходить из противоположного нижнего патрубка.Непосредственно перед установкой теплогенератора необходимо убедиться в целостности и исправности всех его элементов.

Затем выбранным способом нужно подсоединить подающий воду патрубок к подающему в систему. То же самое проделать с отводящими патрубками – соединить соответствующие. Затем следует позаботиться о подключении в систему отопления необходимых контролирующих приборов:предохранительный клапан для поддержания давления системы в норме;циркуляционный насос для принуждения движения жидкости по системе.После теплогенератор подключается к электропитанию напряжением 220В, и проводится заполнение системы водой при открытых воздушных задвижках.Поделитесь полезной статьей:

Теплогенератор Потаповане известен широким народным массам и еще мало изучен с научной точки зрения.Впервые попробовать осуществить пришедшую в голову идею Юрий Семенович Потапов осмелился уже ближе к концу восьмидесятых годов прошлого столетия. Исследования проводились в городе Кишиневе. Исследователь не ошибся, и результаты попыток превзошли все его ожидания.Готовый теплогенератор удалось запатентовать и пустить в общее пользование лишь в начале февраля 2000 года.Чертеж вихревого теплогенератора.Все имеющиеся мнения в отношении созданного Потаповым теплогенератора достаточно сильно расходятся.Кто-то считает его практически мировым изобретением, приписывают ему очень высокую экономичность при эксплуатации — до 150%, а в отдельных случаях и до 200% экономии энергии.

Считают, что практически создан неиссякаемый источник энергии на Земле без вредных последствий для окружающей среды. Другие же утверждают обратное — мол, все это шарлатанство, и теплогенератор, на самом деле, требует ресурсов даже больше, чем при использовании его типовых аналогов.По некоторым источникам, разработки Потапова запрещены в России, Украине и на территории Молдовы. По другим источникам, все-таки, на настоящий момент в нашей стране термогенераторы подобного типа выпускают несколько десятков заводов и продаются они по всему миру, давно пользуются спросом и занимают призовые места на различных технических выставках.Описательная характеристика строения теплогенератораПредставить, как выглядит теплогенератор Потапова можно, тщательно изучив схему его строения.

Тем более, что состоит он из достаточно типовых деталей, и о чем идет речь, понять будет не сложно.Схема стационарного теплогенератора.Итак, центральной и самой основательной частью теплогенератора Потапова является его корпус.Он занимает центральное положение во всей конструкции и имеет цилиндрическую форму, установлен он вертикально. К нижней части корпуса, его фундаменту, торцом присоединен циклон для зарождения в нем вихревых потоков и увеличения скорости продвижения жидкости. Поскольку установка в основе своего действия имеет большие скоростные явления, то в ее конструкции необходимо было предусмотреть элементы, тормозящие весь процесс для более удобного управления.Для таких целей в противоположной стороне от циклона к корпусу присоединяется специальное тормозное устройство.

Оно тоже цилиндрической формы, в центре его установлена ось.На оси по радиусам прикреплены несколько ребер, количеством от двух. Следом за тормозным устройством предусмотрено дно, снабженное выходным отверстием для жидкости. Далее по ходу отверстие преобразуется в патрубок.Это основные элементы теплогенератора, все они расположены в вертикальной плоскости и плотно соединены.

Дополнительно патрубок для выхода жидкости оснащен перепускным патрубком.Они плотно скреплены и обеспечивают контакт двух концов цепочки основных элементов: то есть патрубок верхней части соединен с циклоном в нижней части. В месте сцепления перепускного патрубка с циклоном предусмотрено добавочное малое тормозное устройство. К торцевой части циклона под прямым углом к оси основной цепочки элементов прибора присоединен инжекционный патрубок.Инжекционный патрубок предусмотрен конструкцией устройства с целью соединения насоса с циклоном, приводящими и отводящими трубопроводами для жидкости.Прототип теплогенератора ПотаповаСхема механизма работы теплового насоса.Вдохновителем Юрия Семеновича Потапова на создание теплогенератора стала вихревая труба Ранка.

Труба Ранка была изобретена с целью разделения горячей и холодной масс воздуха.Позже в трубу Ранка стали запускать и воду с целью получения аналогичного результата. Вихревые потоки брали свое начало в так называемой улитке — конструктивной части прибора. В процессе применения трубы Ранка было замечено, что вода после прохождения улиткообразного расширения прибора изменяла свою температуру в положительную сторону.На это необычное, до конца не обоснованное с научной точки зрения явление и обратил внимание Потапов, применив его для изобретения теплогенератора с одним лишь небольшим отличием в результате.После прохождения воды через вихрь ее потоки не резко делились на горячий и холодный, как это происходило с воздухом в трубе Ранка, а на теплый и горячий.

В результате некоторых измерительных исследований новой разработки Юрий Семенович Потапов выяснил, что самая энергозатратная часть всего прибора — электрический насос — затрачивает намного меньше энергии, чем ее вырабатывается в результате работы. В этом и заключается принцип экономичности, на котором основан теплогенератор.Физические явления, на основе которых действует теплогенераторВ общем-то, в способе действия теплогенератора Потапова ничего сложного или необычного нет.Принцип действия этого изобретения основан на процессе кавитации, отсюда его еще называют вихревым теплогенератором. Кавитация основана на образовании пузырьков воздуха в толще воды, вызванном силой вихревой энергии потока воды.

Образование пузырьков всегда сопровождается специфическим звуком и образованием некой энергии в результате их ударов на большой скорости.Пузырьки представляют собой полости в воде, заполненные испарениями от воды, в которой они сами и образовались. Жидкость оказывает постоянное давление на пузырек, соответственно, он стремится перемещаться из области высокого давления в область низкого, дабы уцелеть. В итоге, он не выдерживает давления и резко сжимается или «лопается», при этом выплескивая энергию, образующую волну.Схема устройства вихревой теплосистемы.Выделяемая «взрывная» энергия большого количества пузырьков обладает такой силой, что способна разрушить внушительные металлические конструкции.

Именно такая энергия и служит добавочной при нагреве.Для теплогенератора предусмотрен полностью закрытый контур, в котором образуются пузырьки очень малого размера, лопающиеся в толще воды. Они не обладают такой разрушительной силой, но обеспечивают прирост тепловой энергии до 80%. В контуре обеспечивается поддержание переменного тока напряжением до 220В, целостность важных для процесса электронов при этом сохраняется.Как уже было сказано, для работы тепловой установки необходимо образование «водяного вихря».

За это отвечает встроенный в тепловую установку насос, который образовывает необходимый уровень давления и с силой направляет его в рабочую емкость.Во время возникновения завихрения в воде происходят определенные перемены с механической энергией в толще жидкости. В результате начинает устанавливаться одинаковый температурный режим. Дополнительная энергия создается, по Эйнштейну, переходом некой массы в необходимое тепло, весь процесс сопровождается холодным ядерным синтезом.Принцип действия теплогенератора ПотаповаСхема вихревого теплогенератора «МУСТ».Для полного понимания всех тонкостей в характере работы такого устройства, как теплогенератор, следует рассмотреть поэтапно все стадии процесса нагрева жидкости.В системе теплогенератора насос создает давление на уровне от 4 до 6 атм.Под созданным давлением вода с напором поступает в инжекционный патрубок, присоединенный к фланцу запущенного центробежного насоса.

Поток жидкости стремительно врывается в полость улитки, подобной улитке в трубе Ранка. Жидкость, как и в проделанном с воздухом опыте, начинает быстро вращаться по изогнутому каналу для достижения эффекта кавитации.Следующий элемент, который содержит теплогенератор и куда попадает жидкость — это вихревая труба, в этот момент вода уже достигла одноименного характера и движется стремительно. В соответствии с разработками Потапова, длина вихревой трубы в разы превышает размеры ее ширины.

Противоположный край вихревой трубы является уже горячим, туда-то и направляется жидкость.Схема теплового насоса.Чтобы достичь необходимой точки, она проходит свой путь по винтообразно закрученной спирали.Винтовая спираль располагается около стенок вихревой трубы. Через мгновение жидкость достигает своего пункта назначения — горячей точки вихревой трубы. Этим действием завершается движение жидкости по основному корпусу устройства.Следом конструктивно предусмотрено основное тормозное устройство.

Это устройство предназначено для частичного вывода горячей жидкости из обретенного ею состояния, то есть поток несколько выравнивается благодаря радиальным пластинам, закрепленным на втулке. Втулка имеет внутреннюю пустую полость, которая соединяется с малым тормозным устройством, следующим за циклоном в схеме строения теплогенератора.Вдоль стенок тормозного устройства горячая жидкость все ближе продвигается к выходу из устройства. Тем временем, по внутренней полости втулки основного тормозного устройства навстречу потоку горячей жидкости протекает вихревой поток отведенной холодной жидкости.Времени контакта двух потоков через стенки втулки достаточно, чтобы нагреть холодную жидкость.И теперь уже теплый поток направляется к выходу через малое тормозное устройство.

Дополнительный нагрев теплого потока осуществляется во время прохождения его по тормозному устройству под действием явления кавитации. Хорошо прогретая жидкость готова выйти из малого тормозного устройства по байпасу и пройти по основному отводящему патрубку, соединяющему два конца основной цепи элементов теплового устройства.Горячий теплоноситель также направляется на выход, но в противоположном направлении. Вспомним, что к верхней части тормозного устройства прикрепляется дно, в центральной части дна предусмотрено отверстие с диаметром, равным диаметру вихревой трубы.Схема подключения теплогенератора к системе отопления.Вихревая труба, в свою очередь, соединена отверстием в дне.Следовательно, горячая жидкость заканчивает свое движение по вихревой трубе проходом в отверстие дна.

После горячая жидкость попадает в основной отводящий патрубок, где смешивается с теплым потоком. На этом движение жидкостей по системе теплогенератора Потапова закончено.На выход из нагревателя вода поступает с верхней части отводного патрубка — горячая, а из нижней его части — теплая, в нем же она смешивается, готовая к использованию. Горячая вода может применяться либо в водопроводе для хозяйственных нужд, либо в качестве теплоносителя в системе отопления.

Все этапы работы теплогенератора проходят в присутствии эфира.Особенности применения теплогенератора Потапова для отопления помещенийКак известно, нагретую воду в термогенераторе Потапова можно использовать в различных бытовых целях. Достаточно выгодным и удобным может быть применение теплогенератора в качестве конструктивной единицы отопительной системы. Если исходить из указанных экономических параметров установки, то ни одно другое устройство не сравнится по экономии.Итак, при использовании теплогенератора Потапова для нагрева теплоносителя и пуска его в систему предусмотрен следующий порядок: отработанная уже жидкость с более низкой температурой от первичного контура снова поступает в центробежный насос.

В свою очередь, центробежный насос отправляет теплую воду через патрубок непосредственно в систему отопления.Преимущества теплогенераторов при использовании для отопленияНаиболее явное преимущество теплогенераторов — достаточно простое обслуживание, несмотря на возможность свободной установки без спроса специального разрешения на то у сотрудников электросетей. Достаточно раз в полгода проверить трущиеся детали устройства — подшипники и сальники. При этом, по заявлениям поставщиков, средний гарантированный срок службы — до 15 лет и более.Схема устройства тепловой пушки.Теплогенератор Потапова отличается полной безопасностью и безвредностью для окружающей среды и использующих его людей.

Экологичность обоснована тем, что при работе кавитационного теплогенератора исключаются выбросы в атмосферу вреднейших продуктов от переработки природного газа, твердотопливных материалов и дизельного топлива. Они просто не используются.Подпитка работы происходит от электросети. Исключается возможность возникновения возгорания по причине отсутствия контакта с открытым огнем.

Дополнительную безопасность обеспечивает приборная панель устройства, с ней производится тотальный контроль за всеми процессами изменения температуры и давления в системе.Экономическая эффективность при отоплении помещения теплогенераторами выражается в нескольких преимуществах. Во-первых, не нужно заботиться о качестве воды, когда она играет роль теплоносителя. Думать о том, что она причинит вред всей системе только по причине ее низкого качества, не придется.Во-вторых, финансовых вложений в обустройство, прокладку и обслуживание тепловых трасс делать не нужно.

В третьих, нагрев воды с использованием физических законов и применения кавитации и вихревых потоков полностью исключает появления кальциевых камней на внутренних стенках установки. В четвертых, исключаются траты денежных средств на транспортировку, хранение и приобретение ранее необходимых топливных материалов (природного угля, твердотопливных материалов, нефтяных продуктов).Неоспоримое преимущество теплогенераторов для домашнего пользования заключается в их исключительной универсальности. Спектр применения теплогенераторов в бытовом обиходе очень широк:Схема гидровихревого теплогенератора.

в результате прохождения через систему вода преобразуется, структурируется, а болезнетворные микробы в таких условиях погибают;водой из теплогенератора можно поливать растения, что будет способствовать их бурному росту;теплогенератор способен нагреть воду до температуры, превышающей точку кипения;теплогенератор может работать в совокупности с уже используемыми системами или быть встроенным в новую отопительную систему;теплогенератор уже давно используется осведомленными о нем людьми в качестве основного элемента отопительной системы в домах;теплогенератор легко и без особых затрат подготавливает горячую воду для использования ее в хозяйственных нуждах;теплогенератор может нагревать жидкости, используемые по различным назначениям.Совершенно неожиданным преимуществом является то, что теплогенератор можно применять даже для переработки нефти. Ввиду уникальности разработки, вихревая установка способна разжижать тяжелые пробы нефти, провести подготовительные мероприятия перед транспортировкой на нефтеперерабатывающие заводы. Все указанные процессы проводятся с минимальными затратами.Следует отметить способность теплогенераторов к абсолютно автономной работе.То есть режим интенсивности его работы можно задать самостоятельно.

К тому же, все конструкции теплогенератора Потапова очень просты при монтаже. Привлекать работников сервисных организаций не потребуется, все операции по установке можно проделать самостоятельно.Самостоятельная установка теплогенератора ПотаповаСхема вихревого теплогенератора.Для установки своими руками вихревого теплогенератора Потапова в качестве основного элемента отопительной системы требуется достаточно мало инструментов и материалов.Это при условии, что разводка самой отопительной системы уже готова, то есть регистры подвешены под окнами и соединены между собой трубами. Остается только подключить устройство, подающее горячий теплоноситель.

Необходимо подготовить:хомуты — для плотного соединения труб системы и труб теплогенератора, типы соединений будут зависеть от используемых материалов труб;инструменты для холодной или горячей сварки — при использовании труб с обеих сторон;герметик для уплотнения соединений;плоскогубцы для утяжки хомутов.При установке теплогенератора предусмотрена диагональная разводка труб, то есть по ходу движения горячий теплоноситель будет подаваться в верхний патрубок батареи, проходить через нее, а остывающий теплоноситель будет выходить из противоположного нижнего патрубка.Непосредственно перед установкой теплогенератора необходимо убедиться в целостности и исправности всех его элементов.Затем выбранным способом нужно подсоединить подающий воду патрубок к подающему в систему. То же самое проделать с отводящими патрубками — соединить соответствующие. Затем следует позаботиться о подключении в систему отопления необходимых контролирующих приборов:предохранительный клапан для поддержания давления системы в норме;циркуляционный насос для принуждения движения жидкости по системе.После теплогенератор подключается к электропитанию напряжением 220В, и проводится заполнение системы водой при открытых воздушных задвижках.

Источники:

ГОСТ 22616-77 Трубы вихревые

Термины Определения
Основные понятия
1. Вихревая труба Устройство, предназначенное для реализации вихревого эффекта.
2. Придиафрагменный слой вихревой трубы
Придиафрагменный слой
Прилегающий к диафрагме вихревой трубы слой газа, стекающий из соплового ввода в диафрагму и не участвующий в процессе его энергетического разделения.
3. Реверс вихревой трубы
Реверс
Выпуск нагретого потока через диафрагму вихревой трубы.
Виды вихревых труб
4. Адиабатная вихревая труба Вихревая труба, у которой отсутствует теплообмен с окружающей средой.
5. Неадиабатная вихревая труба Вихревая труба, у которой осуществляется теплообмен с окружающей средой.
6. Вихревой нагреватель Вихревая труба, предназначенная для нагревания объектов.
7. Вихревой охладитель Вихревая труба, предназначенная для охлаждения объектов.
8. Двухконтурная вихревая труба Вихревой охладитель дополнительного потока газа, вводимого по оси камеры энергетического разделения.
9. Вихревой эжекторный вакуумный насос Вихревая труба, предназначенная для создания внешнего вакуума.
10. Диффузорная вихревая труба Вихревая труба, камера энергетического разделения которой выполнена в форме диффузора с увеличением диаметра от диафрагмы к дроссельному вентилю.
11. Противоточная вихревая труба Вихревая труба, в которой отбор охлажденного и нагретого потоков производится с противоположных сторон.
12. Прямоточная вихревая труба Вихревая труба, в которой отбор охлажденного и нагретого потоков производится с одной стороны.
13. Самовакуумирующаяся вихревая труба Вихревой охладитель, работающий без отбора охлажденного потока.
Элементы вихревых труб
14. Диафрагма вихревой трубы Устройство для выпуска из вихревой трубы охлажденного потока.
15. Дроссельный вентиль вихревой трубы
Дроссельный вентиль
Ндп. Регулятор расхода
Устройство для регулирования расхода нагретого и охлажденного потоков вихревой трубы.
16. Камера энергетического разделения вихревой трубы
Камера энергетического разделения
Ндп. Горячий конец
Часть вихревой трубы, в которой осуществляется энергетическое разделение сжимаемых сред.
17. Развихритель нагретого потока вихревой трубы
Развихритель нагретого потока
Устройство для преобразования энергии нагретого потока вихревой трубы.
18. Развихритель охлажденного потока вихревой трубы
Развихритель охлажденного потока
Устройство для преобразования энергии охлажденного потока вихревой трубы.

19. Раскруточный диффузор вихревой трубы
Раскруточный диффузор

Устройство в виде диффузора, устанавливаемое на выходе охлажденного и (или) нагретого потока вихревой трубы для повышения давления газа.
20. Сепаратор охлажденного потока вихревой трубы
Сепаратор охлажденного потока
Устройство для отвода части охлажденного потока вихревой трубы.
21. Сопловой ввод вихревой трубы
Сопловой ввод
Ндп. Сопло
Устройство для ускорения потока, подаваемого в камеру энергетического разделения вихревой трубы.
Параметры и характеристики вихревых труб
22. Диаметр вихревой трубы Диаметр камеры энергетического разделения вихревой трубы в сечении соплового ввода.
23. Длина камеры энергетического разделения вихревой трубы
Длина камеры энергетического разделения
Ндп. Длина вихревой трубы
Расстояние между сечением соплового ввода и сечением камеры энергетического разделения, в котором отбирается нагретый поток вихревой трубы.
24. Коэффициент температурной эффективности вихревой трубы
Коэффициент температурной эффективности
Отношение разности температур потока на входе вихревой трубы и охлажденного потока на ее выходе к разности температур при изоэнтропном расширении в том же интервале давлений.
25. Энтальпийный к. п. д. вихревой трубы Отношение разности удельных энтальпий потока на входе вихревой трубы и охлажденного потока на ее выходе к разности энтальпий при изоэнтропном расширении в том же интервале давлений.
26. Адиабатный к. п. д. вихревой трубы Произведение относительного расхода охлажденного потока вихревой трубы на ее энтальпийный к. п. д.
27. Относительный расход охлажденного потока вихревой трубы
Относительный расход охлажденного потока
Отношение расхода охлажденного потока к расходу газа, подаваемого в сопловой ввод вихревой трубы.
28. Площадь соплового ввода вихревой трубы
Площадь соплового ввода
Площадь наименьшего сечения соплового ввода вихревой трубы.
29. Степень расширения нагретого потока вихревой трубы
Степень расширения нагретого потока
Отношение давления газа перед дроссельным вентилем к давлению газа за диафрагмой вихревой трубы.
30. Степень расширения газа вихревой трубы
Степень расширения
Отношение давления газа перед сопловым вводом к давлению за диафрагмой вихревой трубы.

Молодой ученый ВятГУ Михаил Туев – автор серии разработок технических устройств медицинского — ikirov.ru

Запатентованные полезные модели и изобретения основаны на применении вихревого эффекта Ранка-Хилша и могут быть внедрены в различные области медицины

Аспирант факультета компьютерных и физико-математических наук ВятГУ Михаил Туев вместе с научным руководителем Сергеем Ворончихиным, зав. кафедрой физики и методики обучения физике, разработал и запатентовал серию технических устройств  медицинского назначения. Все разработки основаны на так называемом вихревом эффекте, или эффекте Ранка-Хилша, который заключается в разделении рабочего тела, чаще всего сжатого газа, на две фракции при закручивании в цилиндрической или конической камере. При этом периферия рабочего тела образует закрученный поток с большой температурой (порядка плюс 500С), а в центре – охлажденный поток (температура порядка минус 400С), закрученный в противоположную сторону.

Эффект был открыт французским инженером Ранком в конце 20-х годов прошлого века, а на исходе 40-х гг. устройство вихревого энергоразделения было значительно улучшено немецким инженером Хилшем. Впоследствии вихревым эффектом заинтересовались исследователи по всему миру. Сейчас разработано большое количество разновидностей вихревых труб для различных потребителей, в основе которых применяется вихревое энергоразделение рабочей среды, чаще всего, сжатого воздуха.

Разработки исследователей Вятского государственного университета относятся, прежде всего, к медицинской сфере. Применение вихревой трубки в указанной сфере до недавнего времени ограничивалось охлаждением конечности перед вводом лекарственных средств при полиомиелите и созданием криогенных установок для хранения биологических объектов.

Михаил Туев и Сергей Ворончихин расширили возможности применения вихревого эффекта, предложив ряд актуальных моделей медицинской техники. Одна из них – мобильная установка термостатирования.

Устройство работает следующим образом: в предварительно охлажденный термоконтейнер, внутри которого находятся испаритель и термогранулы, помещается биопрепарат. Затем на вход испарителя прикрепляется выход холодного потока вихревой трубки Ранка-Хилша. На вход вихревой трубки Ранка-Хилша подается воздух из компрессора при помощи пневмошланга. Затем холодный поток из вихревой трубки попадает в испаритель, проходит по его контуру, тем самым обеспечивая требуемое охлаждение термогранул, —

рассказал Михаил Туев.

Предложенная модель может использоваться для хранения и транспортировки биопрепаратов. Для этих же целей создано и другое устройство – портативная термостатическая установка, обеспечивающая возможность регулирования и поддержания необходимого температурного режима внутри термоконтейнера с точностью до десятых долей градуса Цельсия в широком диапазоне температур.

Установка для локальной криотерапии также относится к медицинской технике. Это оборудование может применяться в криохирургии и косметологии. Михаил Туев прокомментировал:

При работе трубки исходный воздушный поток разделяется на два — холодный и горячий. Горячий поток отводится в атмосферу через специальный глушитель. Холодный поток используется для проведения сеанса криотерапии. Для повышения эффективности распределения холодного потока могут быть использованы специальные глушители и насадки.

Техническим результатом модели является повышение надежности и отказоустойчивости при практически мгновенном обеспечении широкого диапазона рабочих температур от минус 400С до плюс 20С.

Вихревой инсуффлятор предназначен для поддержания внутриполостного (абдоминального) давления с целью облегчения визуализации состояния внутренней поверхности и содержимого полости при проведении лапароскопичеких операций и других медицинских процедур.

В данном случае вихревая трубка используется в качестве вакуумного насоса с возможностью подогрева исходящего газа. Горячий конец вихревой трубки через контрольный манометр и бактериальный фильтр соединен с оперируемой полостью полимерной трубкой, что обеспечивает возможность нагнетания внутрь полости необходимого давления при помощи используемого газа, при этом газ подогревается. Холодный конец вихревой трубки, используемый в данном случае для отсасывания избыточного давления и, возможно, посторонних биологических включений, также может быть соединен с оперируемой полостью полимерной трубкой через контрольный манометр и бактериальный фильтр с выходом в приемную емкость, —

пояснил Михаил Туев.

Среди разработок ученых ВятГУ – хирургический аспиратор, предназначенный для отсасывания крови, гноя и различных жидкостей, частиц тканей и газов из операционных ран и других полостей во время и после операций.

Следует назвать и еще одно изобретение – вихревой термостат МРТ, относящийся к области теплотехники и рекомендованный для использования в теплообменном оборудовании, в частности в термостатах. Модель относится к устройствам, позволяющим поддерживать заданную температуру теплоносителя. Она может применяться в различных областях медицинской техники, в частности для термостатирования теплоносителя МРТ.

Вихревая трубка обладает высокой надежностью (нет вращающихся деталей, различного рода приводов, хладагентов), ценовой привлекательностью (например, почти в 20 раз дешевле ближайших традиционных холодильных компрессионных аппаратов для локальной криотерапии), неограниченной продолжительностью рабочего цикла и отсутствием необходимости в систематическом квалифицированном обслуживании, —

подытожил Михаил Туев, сделав акцент на несомненных плюсах устройств, созданных  на основе эффекта Ранка-Хилша. При этом автор разработок упомянул и о «ложке дегтя». Ею, считает исследователь, является относительно невысокий КПД.

Фото заголовка: внешний вид мобильной установки термостатирования (1 – компрессор с системой фильтрации и осушения воздуха; 2 – вихревая трубка; 3 – термоконтейнер)


Рис.1: устройство простейшей вихревой трубы


Рис.2: пневмосхема мобильной установки термостатирования (1 — компрессор; 2 — вихревая трубка; 3 — термоконтейнер; 4 — испаритель; 5 — термогранулы; 6 — термостатируемый объём)

Рис.3: установка для локальной криотерапии 


Рис.4: вихревой инсуффлятор


Рис.5: хирургический аспиратор
 

Новый подход к избирательному охлаждению мозга с помощью вихревой трубки Ранка-Хилша | Медицина интенсивной терапии Экспериментальный

Подготовка животных и процедура эксперимента

Эксперименты проводились на десяти молодых помесях дюрок × ландрас в возрасте примерно 2–3 месяцев и весом 29 ± 2 кг. Количество животных, использованных в наших экспериментах, определяли на основании аналогичных пилотных исследований и обзора литературы, проведенных нами [21–23]. Все эксперименты на животных были одобрены Подкомитетом по использованию животных Канадского совета по уходу за животными в нашем учреждении.Методы проводились в соответствии с утвержденными методическими рекомендациями. Свиней анестезировали 3–4% изофлураном во время подготовительной операции. Животное интубировали эндотрахеальной трубкой с манжетой и вентилировали механическим вентилятором с регулируемым объемом для подачи смеси кислород/медицинский воздух (2:1). Катетеризировали бедренную артерию для мониторинга частоты сердечных сокращений (ЧСС) и среднего артериального давления (САД), а также для периодического сбора образцов артериальной крови на газы (, стр. ). и СО 2 , р и О 2 , С и O 2 ), электролит ( cNa + , кК + , cCl и cCa 2+ ), pH и анализ глюкозы.В ушную вену вставляли канюлю для инфузии пропофола (AstraZeneca Pharmaceuticals Canada Inc.). Артериальная СО 2 напряжение ( р и CO 2 ) поддерживали при нормокапнии от 37 до 42 мм рт. ст., регулируя частоту и объем дыхания. Напряжение CO 2 в конце выдоха (EtCO 2 ), дыхательный объем, частота дыхания, пульсоксиметрия (SpO 2 ) и ЧСС непрерывно измерялись с помощью многопараметрического монитора (SurgiVet Advisor Vital Signs Monitor V9200, Smiths Medical, Дублин, Огайо, США).Периодически контролировали уровень глюкозы в крови, и если он падал ниже 4,5 ммоль/л, внутривенно вводили 1–2 мл 25 % раствора декстрозы. Газы артериальной крови измеряли каждый час во время фаз охлаждения и поддержания с помощью анализатора газов крови (ABL80 FLEX CO-OX, Radiometer Medical ApS, DK-2700, Brønshøj, Дания) и поддерживали в пределах нормы в течение экспериментального периода.

Температуру тела непрерывно измеряли с помощью пищеводного и ректального температурных датчиков, прикрепленных к одному и тому же монитору SurgiVet (температурный датчик WWV3418, Smiths Medical, Дублин, Огайо, США).Температуру мозга также измеряли непрерывно с помощью термопары. В черепе на расстоянии 1,5 см кзади и 1,5 см латеральнее брегмы по средней линии с помощью инструмента Dremel было просверлено 15-миллиметровое фрезевое отверстие. Игольчатый термопарный зонд вводили через трепанационное отверстие в головной мозг на глубину ≈2 см от поверхности головного мозга для измерения температуры головного мозга.

После операции каждую свинью помещали ничком на кушетку 64-срезового КТ-сканера (GE Healthcare, Уокеша, Висконсин, США) и заворачивали в льняное одеяло вместе с нагретой прокладкой с рециркуляцией воды.Анестезию поддерживали вентиляцией изофлураном (0,5–1,5%) и внутривенным вливанием пропофола (30–50 мл/ч и 10 мг/мл). Мы дополняли изофлуран для анестезии пропофолом, чтобы избежать чрезмерной активации каналов K ATP , приводящей к гиперкалиемии [24]. Для стабилизации физиологических условий был предоставлен период не менее 30–45 минут, прежде чем было начато интраназальное охлаждение с помощью охлаждающего устройства на основе вихревой трубки (рис. 1). Концентрацию изофлурана и скорость инфузии пропофола регулировали в соответствии с изменением жизненно важных показателей, таких как артериальное давление, ЧСС, уровень электролитов и болевая реакция свиньи.

Рис. 1

Схема контура охлаждения, используемого для интраназального охлаждения головного мозга. Также на изображении показан клинический прототип

.

После периода стабилизации было начато интраназальное охлаждение мозга путем вдувания холодного воздуха (-3 ± 2 °C) со скоростью потока 40–50 л/мин в обе ноздри в течение 50–60 мин. Как только температура мозга стабилизировалась на целевой температуре 34   ±   1 ° C, измеренной внутричерепной термопарой, скорость потока была снижена до 30–40 л / мин, а температура воздуха увеличена до 1   ±   3 ° C для поддержания целевой температуры в течение 6 ч, в то время как центральная температура тела (т.т. е., ректальная и пищеводная температуры) поддерживали на уровне выше 36 °C с помощью подогреваемой прокладки с рециркуляцией воды и упаковки перчаток, наполненных горячей водой, вокруг тела свиньи внутри льняного одеяла. После 6 часов охлаждения температуре мозга давали постепенно вернуться к исходной температуре за 2,5 ч, повышая температуру воздуха до 14 ± 2 °C и регулируя скорость потока до 10–30 л/мин. Активное согревание проводили как в периоды поддержания, так и в периоды согревания. Каждый эксперимент завершали в течение 13–14 часов, и животное умерщвляли внутривенным вливанием хлорида калия (1–2 мл/кг, 2 мэкв/мл).

Метод интраназального охлаждения мозга

Имеющаяся в продаже вихревая трубка (регулируемый пистолет холодного воздуха, ITW Vortec Ltd.) представляет собой компактное и простое механическое устройство, способное производить холодный воздух различной температуры и скорости потока из потока сжатого газа без любые движущиеся части, химические реакции или внешний источник энергии. Источником сжатого воздуха служили либо баллоны с медицинским воздухом, поставляемые компанией L’Air Liquide Ltd. (Сент-Томас, Онтарио, Калифорния), емкостью 6569 л при давлении наполнения 15 617 кПа, сниженном до 344 кПа, либо больничный медицинский воздух. на выходе при фиксированном давлении на выходе 344 кПа.Сжатый воздух высокого давления из любого источника подавался на входное сопло электропневматического регулятора давления (PULSTRONIC II серии 605, Numatics Inc.) для контроля и точного регулирования давления сжатого воздуха перед входом в вихревую трубку. Затем сжатый воздух проходил через генераторную камеру (внутри вихревой трубы), которая создавала вихри внутри трубы и приводила к разделению потока сжатого воздуха на холодный и горячий потоки, движущиеся в противоположных направлениях по трубе.Доля сжатого воздуха, выходящего в виде холодного воздуха (также называемая отношением холодной фракции), регулировалась дроссельным игольчатым клапаном с помощью шагового двигателя (интегрированный двигатель/драйвер IMDE17-M, RMS Technologies Inc., Невада, США). Как температура, так и скорость потока холодного воздуха постоянно контролировались и контролировались микропроцессорным цифровым контроллером, который включал систему обратной связи (микроконтроллер Atmel AVR, 8-битный ATmega64A с программируемой внутрисистемной флэш-памятью на 64 КБ). Он автоматически регулировал давление на входе и соотношение фракций в зависимости от желаемой температуры холодного воздуха на выходе и скорости потока из вихревой трубы, чтобы точно контролировать температуру мозга и скорость согревания на протяжении всего эксперимента.Кроме того, температура воздуха, выходящего из выпускного отверстия холодного воздуха вихревой трубы, постоянно контролировалась и записывалась с помощью термометра (термометр/регистратор данных, Hh409A, с четырьмя входами для термопар типа K, Omega Engineering, Стэмфорд, Коннектикут; разрешение 0,1 °C). . Интраназальное охлаждение мозга достигалось подключением двух носовых катетеров (из поливинилхлорида, ПВХ) к трубке от выхода холодного воздуха вихревой трубки. Катетеры покрывали 2 % лидокаиновым гелем для местной анестезии и обеспечения лучшего контакта с носовыми раковинами в полости носа и вводили на 8–10 см в каждую ноздрю.Термистор также помещали внутрь одного из двух назальных катетеров для контроля температуры внутри носовой полости на протяжении всего эксперимента. На рисунке 1 показана схема экспериментальной установки.

КТ-исследование перфузии для измерения CBF

У семи свиней после исходного (нормотермия) КТ-исследования перфузии каждые 2 часа на протяжении фаз охлаждения и согревания собирали данные повторных исследований. Все КТ-исследования перфузии были получены с помощью 64-срезового КТ-сканера GE Healthcare VCT.Каждое КТ-исследование перфузии начиналось с разведочного КТ-сканирования, чтобы выбрать расположение КТ-срезов, которые будут включены в исследование. Для исследования каждой свинье вводили 1,0 мл/кг йодсодержащего контрастного вещества йогексола (370 мг I/мл; Isovue™, GE Healthcare, Waukesha, WI) со скоростью 3,0 мл/с в головную вену. Последовательные (динамические) КТ-сканы были получены с использованием 80 кВп и 200 мА один раз в секунду в течение 40 с. В каждом исследовании было получено восемь смежных коронарных срезов толщиной 5 мм с полем зрения 16 см, установленным так, чтобы охватить всю голову свиньи.Карта CBF каждого среза была создана из набора динамических изображений с использованием программного обеспечения CT Perfusion (GE Healthcare). С помощью собственного программного пакета, разработанного в среде разработки IDL (ITT Visual Information Solutions, Боулдер, Колорадо), области интереса (ROI) были вручную нарисованы, чтобы охватить весь мозг на каждой из карт CBF для считывания среднего CBF. в рамках ROI.

Получение данных МРТ

После периода охлаждения и поддерживающей терапии для оценки влияния охлаждения носа на верхние дыхательные пути трем свиньям было проведено МРТ-сканирование с использованием 3-T MR-сканера (сканер Biograph PET/MR, Siemens Medical Systems , Эрланген, Германия), оснащенный восьмиканальными катушками головного массива.Последовательности МРТ включали трехмерную Т1-взвешенную эхо-последовательность с повторением градиента (время повторения (TR)/время эха (TE), 2000 мс/3,1 мс, толщина среза 1 мм, поле зрения (FOV), 22 × 22 см ; матрица, 256 × 256), T2-взвешенная последовательность спинового эха (TR/TE, 6100 мс/99 мс, толщина среза 5 мм, FOV, 15 × 15 см, матрица, 448 × 314), подавленное жиром T2-взвешенная последовательность (величина восстановления турбоинверсии, TR/TE, 4780 мс/41 мс; FOV, 15 × 15 см; толщина среза 5 мм; матрица, 320 × 224) и последовательность восстановления инверсии с ослаблением жидкости (TR /TE, 9000 мс/96 мс; FOV, 13.6 × 12,3 см; толщина среза 5 мм; матрица, 256 × 232). Диффузионно-взвешенное изображение было получено с использованием плоскостной эхо-техники со следующими параметрами: TR/TE, 12 500 мс/85 мс; FOV, 20,6 × 20,6 см; толщина сечения, 5 мм; матрица, 160 × 160, b значения 0 и 1000 с/мм 2 ), и карты кажущегося коэффициента диффузии (ADC) были рассчитаны автоматически с помощью программного обеспечения МРТ. Продолжительность сбора данных для каждой комбинации составляла 15 мин. МРТ-изображения до и после 7 ч интраназального охлаждения оценивал врач-рентгенолог (10 летний опыт).

Статистический анализ

SPSS 17.0.0 (SPSS, Inc., Чикаго, Иллинойс) использовался для всех статистических анализов. Контролируемые физиологические параметры и жизненные показатели анализировали с помощью повторных измерений ANOVA с последующим апостериорным тестом с поправкой Бонферрони для определения статистических различий в разное время внутри группы и между группами в разное время. Предполагается, что внутрисубъектная дисперсия постоянна, а наблюдения внутри субъекта независимы. Статистическая значимость была основана на значении p <0.05. Все данные представлены как среднее ± стандартное отклонение (SD), если не указано иное.

термодинамика — Как я могу понять вихревую трубу и ее эффективность?

Почему это работает? Нужно понимать статическую температуру газа, общую температуру газа и тягу, если нужно построить правильную физическую картину эффекта. Это статья, написанная мной и соавторами, в которой объясняется фундаментальный закон вращательного охлаждения (также известный как уравнение турбины Эйлера), в нем предполагается уровень математики и физики второкурсника:

Полихронов Ю.и др., A. Термодинамика углового движения в жидкостях , Phys Rev Lett 109 054504 2012

Кроме того, посмотрите этот веб-сайт, я собираю легко читаемое объяснение эффекта вихревой трубы
https://sites.google.com/site/vortextubeeffect

Подробнее —

Рассмотрим концепцию «дискретизации» вихревого течения: давайте упростим вихревое течение, введя простую систему течения, которая по-прежнему демонстрирует физику температурного разделения.2/2c_p$.

Температурное разделение наблюдается и в прямолинейно движущейся системе. Рассмотрим элементарную систему, состоящую из адиабатического канала и резервуара со сжатым газом, прикрепленного к переднему концу канала. Задайте систему с равномерной линейной скоростью $c$. Пусть газ выходит из системы со скоростью $0$ в стационарной системе отсчета, газ выходит из заднего конца канала.

Температурные разделения $\Delta T$ и $\Delta T_s$ точно такие же, как и в случае вращения; только теперь для определения температур необходимо применить закон сохранения энтальпии.

Подводя итог, можно сказать, что явление вихревой трубы является примером действия уравнения турбины Эйлера.

Когда дело доходит до эффекта вихревой трубы, этот анализ является очень хорошей отправной точкой.

Надеюсь, это помогло!

-Дж. Полихронов

(PDF) Экспериментальное исследование и термодинамический анализ вихревых труб

404 Тепломассообмен (2017) 53:395–405

1 3

6. Значения КПД охлаждения и нагрева Карно находились в диапазоне

от 3.2 до 25,6 и с 3,8 до 49,8 соответственно

. Было видно, что по мере увеличения входного давления

значения КПД при охлаждении и нагреве снижались.

Чрезмерно высокие значения COP по Карно могут быть результатом очень

большой разницы между температурами на входе и выходе.

7. Диапазон значений COP виртуального охлаждения и обогрева

от 0,18 до 0,45 и от 0,14 до 0,44 соответственно. По мере увеличения давления КПД при охлаждении и нагреве

снижается.Значение COP в вихревых трубах намного

ниже, чем в других системах отопления и охлаждения. Принимая во внимание этот факт, можно сказать, что

вихревые трубы являются готовыми источниками газа под давлением и более

подходят для использования в промышленных процессах, требующих пониженного

давления газа. Выходы Карно оказались очень низкими

, что соответствует тому, что процессы охлаждения и нагрева в

RHVT далеки от идеальных циклов Карно.

8.Параметр необратимости колеблется от 0,68 до 2,14

в зависимости от давления и массового расхода холодного потока.

Установлено, что экспериментальные параметры необратимости

очень близки к критическому порогу, что означает, что процесс

в RHVT в значительной степени необратим.

9. В литературе встречаются различные типы

вихревых трубок, однако исследований, включающих их сравнение, не проводилось. Полезно будет провести

такого рода исследования.

10. Существует множество параметров, влияющих на работу

вихревых труб. В качестве предложения будет

полезно изучать различные уровни параметров с использованием

методов вычислительной гидромеханики.

11. В этом исследовании была построена экспериментальная установка

и были изучены различные параметры конструкции (Pi, d/D, AN, yc

и L/D), чтобы иметь возможность

трубок в оптимальных условиях.Кроме того,

системы

вихревых трубок и обычных систем стыкуются между КПД нагрева и охлаждения. В качестве основного результата можно констатировать, что вихревые трубы

можно использовать в местах, где имеются источники сжатого воздуха

и для ситуаций, требующих

снижения давления.

Благодарности Авторы хотели бы отметить, что это исследование

было поддержано грантом

Научно-технического исследовательского совета Турции, TUBITAK (проект №: 105M028,

Название проекта: Использование вихревых трубок в Холодильная техника) и

Научно-исследовательский фонд Университета Ататюрка (номер проекта:

BAP 2005/20, название проекта: Использование вихревых трубок в холодильной технике

).

Ссылки

1. Hilsch R (1947) Использование расширения газов в центрифужном поле в качестве процесса охлаждения. Rev Sci Inst 18(2):108–113

2. Nabhani N (1989) Исследование замкнутого турбулентного

закрученного потока методом термоанемометрии. Докторская диссертация, Брэдфордский университет, Брэдфорд,

UK

3. Кокерилл Т.Т. (1998) Термодинамика и гидромеханика

вихревой трубы Ранка-Хилша. Кандидатская диссертация, Кэмпский университет, мост

.http://www.southstreet.freeserve.co.uk/rhvtmatl/

4. Özgür A E, Selbas¸ R, Üçgül I

˙ (2001) Системы охлаждения с вихревыми трубками

(на турецком языке). 5-я национальная конвенция и выставка по ОВиК и санитарии

, I

Измир, Турция, стр. 387–397

5. Fulton CD (1950) Трубка Ранка. J ASRE Refrig Eng

58(5):473–479

6. Йылмаз М., Чомаклы О., Кая М., Карсли С. (2006) Vortex

трубы:1 технологическая разработка (на турецком языке).Eng Mach

47(553):46–54

7. Йилмаз М., Кая М., Карагоз С., Эрдоган С. (2009) Возрождение критериев проектирования

для вихревых труб. Heat Mass Transf 45:613–632

8. Fröhlingsdorf W, Unger H (1999) Численные исследования

сжимаемого потока и разделения энергии в вихревой трубе Ранка–

Хилша. Int J 42(3):415–422

9. Silverman MP (1982) Вихревая трубка: нарушение второго закона

. Eur J Phys 3:88–92

10.Стефан К., Лин С., Дерст М., Хуанг Ф., Сехер Д. (1984) Соотношение подобия для разделения энергии в вихревой трубе. Int J Heat

Mass Transf 27(6):911–920

11. Balmer RT (1988) Температура Ранка-Хилша под давлением

разделение в жидкостях. Trans ASME J Fluids Eng 110:161–164

12. Riu KJ, Choi BC (1996) Экспериментальное исследование отверстия холодного конца

вихревой трубы. Trans KSME B 20(3):1061–1073

13. Саиди М.Х., Язди Р.А. (1999) Эксергетическая модель системы вихревых труб с экспериментальными результатами.Energy 24:625–632

14. Guillaume DW, Jolly JL (2001) Демонстрация достижения более низких температур с помощью двухступенчатых вихревых труб. Rev Sci Instr

72(8):3446–3448

15. Saidi MH, Valipour MS (2003) Экспериментальное моделирование вихревого

трубчатого холодильника. Appl Therm Eng 23:1971–1980

16. Promvonge P, Eiamsa-ard S (2005) Исследование вихревого

термического разделения в холодильнике с вихревой трубой. ScienceAsia

31:215–223

17.Aljuwayhel NF, Nellis GF, Klein SA (2005) Параметрическое и

внутреннее исследование вихревой трубы с использованием модели CFD. Int J Refrig

28(3):442–450

18. Динчер К., Башкая С., Учгюль И.

˙, Уйсал Б.З.

вихревая трубка (на турецком языке). В: Материалы 14-го национального конгресса

по тепловым наукам и технологиям, Испарта, Турция, стр.

6–12

19.Dinçer K, Uysal B Z, BasŸkaya S, Sivrioğlu M, Üçgül I

˙ (2005)

Экспериментальное исследование производительности вихревой трубы

с четырьмя соплами (на турецком языке). В: Материалы 15-го национального конгресса

по тепловым наукам и технологиям, Трабзон, Турция, стр.

596–601

20. Динчер К., Башкая С., Кырмаджи В., Уста Х (2006) Исследование

исполнение вихревой трубы с воздухом, кислородом,

двуокисью углерода и азотом в качестве рабочих жидкостей (на турецком языке).Eng Mach

47(560):36–40

21. Йылмаз М., Кая М., Карагоз С., Карсли С. (2007) Вихревые трубы высокого давления

и технико-экономический анализ (на турецком языке). В:

Материалы 16-го национального конгресса по теплотехнике и технологии

, Кайсери, Турция

22. Динсер К., Баская С., Уйсал Б.З., Уггул И.

˙ (2009) Experimental

исследование эффективности вихревая трубка Ранка-Хилша

по отношению к патрубку, расположенному на горячем выходе.Int J Refrig

32:87–94

23. Markal B, Aydın O, Avcı M (2010) Экспериментальное исследование

влияния угла клапана противотока Ranque-Hilsch

vortex01tube

vortex01tube
Термин «вихревая труба», используемый в гидродинамике, см.: vorticity

Вихревая труба , также известная как вихревая труба Ранка-Хилша , представляет собой механическое устройство, разделяющее сжатый газ на горячий и холодный потоки.В нем нет движущихся частей.

Газ под давлением впрыскивается тангенциально в вихревую камеру и разгоняется до высокой скорости вращения. Из-за конического сопла на конце трубы на этом конце может выходить только внешняя оболочка сжатого газа. Остальная часть газа вынуждена возвращаться во внутренний вихрь уменьшенного диаметра внутри внешнего вихря.

Существуют различные объяснения этого эффекта, и ведутся споры о том, какое объяснение является лучшим или правильным.

Обычно соглашаются с тем, что воздух в трубе испытывает в основном «твердотельное вращение», что просто означает, что скорость вращения (угловая скорость) внутреннего газа такая же, как и у внешнего газа. Это отличается от того, что большинство считает стандартным поведением вихря, когда внутренняя жидкость вращается с большей скоростью, чем внешняя. (В основном) вращение твердого тела, вероятно, связано с тем, что каждая порция воздуха остается в вихре в течение длительного времени, что позволяет трению между внутренними и внешними порциями иметь заметный эффект.

Также обычно соглашаются с тем, что существует небольшой эффект стремления горячего воздуха «подняться» к центру, но этим эффектом можно пренебречь, особенно если турбулентность сведена к минимуму.

Одно простое объяснение состоит в том, что внешний воздух находится под более высоким давлением, чем внутренний воздух (из-за центробежной силы). Поэтому температура наружного воздуха выше температуры внутреннего воздуха.

Другое объяснение состоит в том, что, поскольку оба вихря вращаются с одинаковой угловой скоростью и направлением, внутренний вихрь потерял угловой момент.Уменьшение углового момента передается в виде кинетической энергии внешнему вихрю, что приводит к разделению потоков горячего и холодного газа. [1]

Это несколько аналогично устройству на эффекте Пельтье, в котором используется электрическое давление (напряжение) для перемещения тепла к одной стороне разнородного металла, в результате чего другая сторона становится холодной.

При использовании для охлаждения полезно охлаждать всю вихревую трубку. Вихревые трубки также могут быть каскадными. Холодный (или горячий) выход одного из них можно использовать для предварительного охлаждения (или предварительного нагрева) воздуха, подаваемого в другую вихревую трубу.Каскадные трубки можно использовать, например, для получения криогенных температур.

Дополнительные рекомендуемые знания

История

Вихревая труба была изобретена в 1933 году французским физиком Жоржем Ж. Ранком. Немецкий физик Рудольф Хильш усовершенствовал конструкцию и в 1947 году опубликовал широко читаемую статью об устройстве, которое он назвал Wirbelrohr (буквально, вихревая труба). [2] Вихревые трубки также в некоторой степени работают с жидкостями. [3]

Эффективность

Вихревые трубки

имеют меньшую эффективность, чем традиционное оборудование для кондиционирования воздуха. Они обычно используются для недорогого точечного охлаждения, когда доступен сжатый воздух. Коммерческие модели предназначены для промышленного применения и обеспечивают падение температуры примерно на 45 ° C (80 ° F).

Предлагаемые приложения