|
|
|
|
|
|
+
+
|
|
Перспективные вложения и инвестиции в проекты.
|
+
Моторогенератор энергии.
Проект -
№ 2.
Информация закрытая.
|
+
Вернуться на предыдущую страницу: проект -
№ 2.
Вихревая трубка Ранка-Хилша.
В 1931 году Жозефом Ранком был открыт вихревой эффект разделения газов. Инженер получил патент на устройство, которое он назвал "вихревая труба". Согласно данным его опытов, закрученный поток сжатого газа разделялся в означенной вихревой трубе на два: холодный и горячий. Эффект температурного разделения в аппарате составлял 110°С. Увы, но полученные результаты вызвали сомнения в правильности измерения температуры и были на некоторое время забыты. Экспериментальные данные немецкого учёного Р.Хилша вновь привлекли внимание к вихревым аппаратам, а потому, начиная с 1946 года, вихревой эффект вновь стал объектом исследований.
Внешне простой, вихревой эффект на самом деле заключает в себе сложный газодинамический процесс, происходящий в пространственном турбулентном потоке вязкого сжимаемого газа. Пожалуй, этим объясняется неудача многих попыток найти аналитическое решение. Несмотря на то, что до сих пор не существует полного теоретического описания процессов в вихревой трубе, комбинированием эмпирических методов, порой, достигаются впечатляющие результаты. Описаны конструкции, в которых температура холодного потока достигает -200°С при входной комнатной температуре.
Благодаря своим особенностям, вихревой эффект находит практическое применение в самых различных областях техники и производства.
На многих предприятиях нашей страны, в частности, успешно работают вихревые холодильные камеры, термостаты и вакуум-насосы.
|
|
|
Вихревые аппараты используются также в качестве осушителей, сепараторов, элементов контрольно-измерительных приборов.
Схематичная конструкция вихревой трубы.
Вихревая труба представляет собой гладкую цилиндрическую трубу, снабжённую дросселем, диафрагмой с осевым отверстием, улиткой. Сжатый газ подаётся в вихревую трубку с высокой скоростью. При втекании газа через сопло образуется интенсивный круговой поток, приосевые слои которого охлаждаются и отводятся через отверстие диафрагмы в виде холодного потока, а периферийные слои подогреваются и вытекают через дроссель в виде горячего.
На входе в трубу задаются скорость, температура и направление входящего потока.
На выходах - давление, как правило, разное, на диафрагме и дросселе - одинаковое. На стенках вихревой трубки задаётся прилипание: все компоненты вектора скорости равны нулю. Для температуры определяются адиабатические граничные условия.
Трудности изучения процессов, происходящих в вихревых аппаратах, заключаются в том, что гидродинамика и теплообмен в них описываются сложной системой нелинейных уравнений в частных производных. Ситуация обременена и тем, что рассматриваемое течение является трёхмерным и турбулентным. В реальных вихревых трубках велик перепад давления, и в результате существенными оказываются эффекты сжимаемости. Именно поэтому при численном исследовании необходимо использовать полные уравнения Навье-Стокса. При решении же задачи с учётом эффектов теплопроводности и сжимаемости применялась ранее система уравнений теплопереноса и
движения сжимаемой среды.
|
|
Экспериментальным путём установлено, что на характеристики вихревой трубы влияют такие величины, как диаметр отверстия диафрагмы, длина и геометрия вихревой зоны трубы, площадь проходного сечения сопла, температура и давление поступающего сжатого газа.
На характеристики труб различных диаметров воздействуют не абсолютные значения диаметров отверстия диафрагмы, а их отношение к диаметру вихревой трубы.
С помощью опытов доказано, что для получения оптимальных характеристик имеется определённое соотношение между диаметром вихревой трубы и площадью сечения соплового входа.
Важным параметром является форма соплового входа. Изучению и выбору наиболее рациональной формы соплового входа посвящено большое число работ. С соплового входа, собственно, и начинается процесс в вихревой трубе, поэтому форма сопла и геометрия соплового входа во многом определяют её работу. Благодаря практическим исследованиям известно, что наиболее эффективен плавный спиральный ввод газа в вихревую трубу. Спиральный ввод газа может быть осуществлён как при круглых, так и при прямоугольных соплах, однако более рациональными являются последние.
При условии сохранения давления постоянным на выходе, за отверстием диафрагмы, величина давления, подаваемого к соплу, играет значимую роль в получаемом эффекте. С повышением давления на входе эффект охлаждения растёт. Типичные значения перепада давлений удовлетворяют неравенству.
|
|
|
|
|
В связи с быстрым ростом производительности компьютерных систем стало возможным анализировать и рассчитывать гидродинамические процессы даже на персональных компьютерах.
Вычислительная гидродинамика сегодня становится одной из составляющих процесса проектирования в компаниях, разрабатывающих высокотехнологичное оборудование. Особенно это касается таких областей промышленности, как автомобильная, аэрокосмическая, энергетическая, нефтяная и газовая, производство теплообменного оборудования, биомедицинских приложений, вентиляции и кондиционирования воздуха, судостроение.
|
+
Если вас что-то заинтересовало, расскажите о нас своим друзьям, знакомым, родственникам или коллегам...
+
|
|
|
