5 / 7
Перспективы использования вихревых аппаратов в криогенике
Инженерный журнал: наука и инновации
# 6·2017 5
ступенчатого охладителя;
n
— количество ступеней;
i
ε
— отношение
давлений в отдельной ступени.
В соответствии с формулой (2) в случае последовательного рас-
ширения потока в каскаде вихревых труб вторая и последующие сту-
пени имеют бóльшие размеры, чем первая. Соответственно, возраста-
ет и их эффективность вследствие уменьшения отрицательного влия-
ния масштабного фактора.
Конструкции маломасштабных вихревых труб и их отдельных
элементов показаны на рис. 3–5.
Рис. 3.
Серия спираль-
ных сопловых вводов
(
F
т
= 0,34 мм
2
)
Рис. 4.
Вихревая труба
(
d
т
= 2,2 мм)
Рис. 5.
Каскад вихревых
труб
1
т
(
d
= 3,5 мм,
2
т
d
= 5,0 мм)
Заключение.
Газодинамические охладители уступают по эффек-
тивности детандерам, однако этот недостаток нивелируется конструк-
тивными и эксплуатационными достоинствами таких аппаратов [5–7].
Вихревые трубы легко «вписываются» в схемы низкотемпературных
установок, поскольку они многофункциональны, способны охла-
ждать поток газа, выполнять функции эжектора, сепаратора и генера-
тора колебаний.
Перспективной сферой применения безмашинных охладителей
являются производства с применением технологий извлечения ред-
ких газов, в которых в результате понижения температуры достига-
ется эффективное разделение смесей в фазовых сепараторах. При
указанном положительном эффекте, обеспечиваемом за счет исполь-
зования существующего перепада давлений, не требуются дополни-
тельные затраты энергии.
ЛИТЕРАТУРА
[1]
Меркулов А.П.
Вихревой эффект и его применение в технике.
Москва,
Энергия, 1977, 343 с.
[2]
Arkharov A.M., Bondarenko V.L., Simonenko, Iu.M. Oscillatory and Vortex
Devices and Their Use in Rare Gases Extraction.
Proceedings of a 11th IIR
International Conference on Cryogenics
. Slovakia, Bratislava, 2010, pp. 180–182.
[3]
Кириллин В.А., Сычёв В.В., Шейндлин А.Е.
Техническая термодинамика
.
Москва, Энергия, 1974, 447 с.
[4]
Prakabaran J., Vaidyanathan S. Effect of orifice and pressure of counter flow vortex
tube.
Indian Journal of Science and Technology
, 2010, no. 4, pp. 374–376.