Abstract
Вихревые трубы по эффективности уступают детандерам, но обладают рядом неоспоримых преимуществ, таких как компактность, надежность, многофункциональность. Несмотря на эти достоинства, существует совсем немного примеров эффективного применения вихревых аппаратов в криогенике. В работе рассмотрены проблемы, сопутствующие созданию вихревых охладителей, предназначенных для установок получения неона и гелия. Переход к низким температурам всегда сопровождается миниатюризацией газодинамических аппаратов. В то же время большинство рекомендаций по проектированию вихревой техники относится к высокорасходным устройствам, которые питаются сжатым воздухом при температуре окружающей среды. По этой причине известные геометрические соотношения не всегда применимы при создании криогенных вихревых установок с малыми диаметрами камеры энергоразделения. Экспериментальным путем изучено влияние масштабного фактора в интервале диаметров меньше 10 мм. Показаны преимущества ступенчатого включения низкотемпературных вихревых труб в схемах сепараторов редких газов. Обосновано использование технологического перепада давлений для питания вихревых криогенераторов.
Highlights
Холодный поток1 – спиральный сопловой ввод; 2 – диафрагма; 3 – камера энергоразделения; 4 – крестовина; 5 – регулирующий вентиль
Вихревые трубы по эффективности уступают детандерам, но обладают рядом неоспоримых преимуществ, таких как компактность, надежность, многофункциональность
Располагаемые перепады давлений во многих криогенных установках значительно превышают оптимальные степени расширения вихревых устройств, для которых обычно < 2 C (3)
Summary
1 – спиральный сопловой ввод; 2 – диафрагма; 3 – камера энергоразделения; 4 – крестовина; 5 – регулирующий вентиль. Первые исследования структуры закрученного потока показали, что характер радиального распределения окружной скорости в приосевой и периферийной зонах вихря неодинаков [5]. На рисунке 2-a показано изменение окружной скорости по радиусу вихревой трубы для сечений, расположенных на различных расстояниях от плоскости диафрагмы. Нение окружной скорости vτ подчиняется закону потенциального течения, при котором скорость увеличивается в направлении от стенки к оси (рисунок 2-б):. По мере движения газа вдоль камеры энергоразделения Рисунок 2 Характер изменение окружной скорости в различных сечениях вихревой трубы. Где РС и РХ – давления сжатого и холодного потоков соответственно, [Па]. Первые экспериментальные исследования циклонных газодинамических аппаратов показали, что оптимальные эксплуатационные параметры зависят не от абсолютных размеров отдельных элементов, а определяются их отношением к диаметру вихревой камеры D. Увеличение FС при неизменном диаметре камеры энергоразделения увеличивает нагрузку на вихревую трубу и приводит к повышению гидравлического сопротивления диафрагмы холодного потока. Обычно отношение сечения сопла к сечению вихревой камеры принимают в пределах
Sign-in/Register to view highlights & summary Talk to us
Join us for a 30 min session where you can share your feedback and ask us any queries you have
Schedule a callDisclaimer: All third-party content on this website/platform is and will remain the property of their respective owners and is provided on "as is" basis without any warranties, express or implied. Use of third-party content does not indicate any affiliation, sponsorship with or endorsement by them. Any references to third-party content is to identify the corresponding services and shall be considered fair use under The CopyrightLaw.
