Вихревая труба Советский патент 1989 года по МПК F25B9/02 

Изобретение относится к теплотехнике, в частности к вихревым энергоразделителям для получения горячего и холодного потоков газа, и может быть использовано в тепловых и холодильных установках, где требуется подогрев рабочего тепла, и является усовершенствованием изобретения по авт.св, № 1035356,

Цель изобретения - повышение термодинамической эффективности путем обеспечения саморегулирования температуры горячего потока

На фиг.1 схематически изображена вихревая труба; на фиг.2 - то же, поперечный разрез, зона соплового вв.о- да; на фиг.З - гофрированный конец вихревой трубы в растянутом состоянии.

Вихревая труба содержит улитку 1 с сопловым вводом 2 сжатого газа,

диафрагму 3 вывода холодного потока и покрытый снаружи ламповой сажей гофрированный горячий конец 4, изготовленный из никелида титана. Гофрированный конец выполнен переменным по толщине, а именно монотонно убывающей от основания гофров к его выходному сечению Гофры горячего конца размещены по винтовой линии, совпадающей с направлением закрутки сжатого газа. Они начинаются на расстоянии 2-3 калибров от соплового ввода 2 и имеют высоту, плавно увеличивающуюся в направлении выходного сечения горячего конца, который вследствие изготовления его из обладающего эффектом памяти формы никелида титана имеет возможность,саморегулирования (меняется поверхность теплоотдачи) в зависимости от температуры.

Јь00 00

го

о

05

14)

Вихревая труба работает следующим образом.

В исходном состоянии (фиг 01), при котором площадь поверхности теплоизлучения с горячего конца минимальна (гофрированный конец сжат), вихревая труба функционирует на расчетном режиме: газ высокого давления закручивается в улитке 1, поступает через сопловой ввод 2 и разделяется на горячий и холодный потоки. Горячий поток отводится через гофрированный горячий конец, а холодный поток через

диафрагму 3. Если в процессе эксплуа- 15 ратуры газа и в целях ее уменьшения

ки стенки гофрированного конца, вследствие чего он еще больше растягивается, развивая теплоотдающую поверхность. При уменьшении температуры горячего конца за счет прямого мартенситного превращения его гофры начнут сжиматься (первоначально с сечений, близлежащих к выходу), а теп- лоотдающая поверхность начнет уменьшаться „

Волна деформаций, автономно образуемая в целях развития теплоотдаю-- щей поверхности при повышении темпе

Изобретение относится к вихревым энергоразделителям для получения горячего и холодного потоков газа и может быть использовано в тепловых и холодильных установках. Повышение термодинамической эффективности достигается путем саморегулирования температуры горячего потока в результате выполнения гофрированного горячего конца 4 с толщиной, монотонно уменьшающейся в направлении от его основания к выходному сечению. Происходит это за счет обратного мартенситного превращения в материале горячего конца, которое первоначально начинается в сечениях гофрированного конца, близлежащих к его выходу. 3 ил.

тации начнет возрастать температура горячего конца (температура горячего потока) и превысит заданную величину, то теплоотдающая поверхность горячего конца начнет развиваться, причем не по всей длине, а начиная с менее материалоемкого и наиболее тонкого по толщине стенки выходного сечения вихревой трубы. Произойдет это за счет обратного мартенситного пре- вращения в материале горячего конца, которое первоначально начнется именно в сечениях горфрированного конца, близлежащих к его выходу, т«е. конструктивно они выполнены из условия наиболее эффективного по отношению к другим сечениям прогрева (стенка их меньше по толщине)„ Частичное растяжение горячего конца приводит к увеличению поверхности теплоотдачи с горячего конца, что ведет к снижению его температуры Если же температура горячего конца продолжает возрастать, то обратное мартенситное превращение охватывает все более мате- риалоемкие (более утолщенные) участ

Фиг. f

при последующем снижении температуры, начинает распространяться по гофрированному концу от его выходного сечения как наиболее материалоемкого и тонкого к основанию. Таким пу- тем осуществляется саморегулирование и обеспечивается высокая термодинамическая эффективность вихревой трубы. При этом достигается плавность саморегулирования вследствие монотонного увеличения толщины стенки гофрированного конца от его выхода к основанию, исключаются температурные скачки па тепловой характеристике трубы.

Формула изобретен.и я

Вихревая труба по авт.св. К3 I 035356, отличающаяся тем, что, с целью повышения термодинамической эффективности путем обеспечения саморегулирования температуры горячего потока, гофрированный конец имеет толщину, монотонно уменьшающуюся в направлении от основания к выходному сечению.

Фиг. 2

Фиг. 3