热端管长度对涡流管性能影响的试验研究.pdfVIP

第8卷 第 1期 制 冷 与 空调 2 0 0 8年 2月 REFRIGERATION AND AIR—CONDITIONING 11—13 热端管长度对涡流管性能影响的试验研究 王远鹏 林明峰 (西安交通大学) 摘 要 涡流管具有结构简单、无运动部件、价格低廉、可靠性高等优点，但管内发生的能量转换却极为复 杂。本文以压缩空气为工作介质，对涡流管能量分离特性进行试验研究，获得涡流管制冷、制热效应随热 端管长度、冷端流率之间的关系。研究结果表明，热端管长度越长，六流道喷嘴涡流管的制冷、制热效应越 好，获得最大制冷效应时的冷端流率越大。 关键词 涡流管 能量分离 喷嘴 热端管 Experimental study on the effect of the length of hot end tube on the performance of vortex tube Wang Yuanpeng Lin Mingfeng (Xi’an Jiaotong University) ABSTRACT Vortex tube is a simple device without any moving components，low cost and high reliability，but it’8 mechanism is very complex．Studies the performances of energy sepa— ration experimentally in vortex tube with compressed air as the working medium，obtains the relationship among cooling effect，heating effect，the length of hot end tube and cold mass flow fraction of vortex tube．The results suggest that the longer the hot end tube is，the better the cooling effect and the heating effect of the vortex tube with the nozzle of six flow passage are and the bigger the cold mass flow fraction when the best cooling effect is obtained is． KEY WORDS vortex tube；energy separation；nozzle；hot end tube 涡流管是一种结构极为简单的制冷装置，它由 流量比，从而也改变了它们的温度。 喷嘴、涡流室、分离孔板、热阀以及冷热两端管组 成。工作原理见图 1：经过压缩的气体(通常是用 空气，也可以用其他气体如二氧化碳、氨等)进入喷 嘴内膨胀以后以很高的速度(可高达106 r／min)_l一 切线方向进入涡流室，形成自由涡流。经过动能的 图1 涡流管工作原理图 交换并分离成温度不相同的2部分：中心部分的气 流经孔板流出，即冷气流；边缘部分的气体从另一 自G．J．Ranque_2 发明涡流管以来，由于涡流 端经控制阀流出，即热气流。所以涡流管可以同时 管的一系列优点，如无运动部件(这样就具有较高 得到冷热2种效应。根据试验结果，当高压气体的 的可靠性，能应用于对安全要求较高的)、质量轻、 温度为室温时，冷气流的温度可达一50～一10℃， 体积小、成本低、免维护、即时冷却、温度可调等。 热气流的温