涡流制冷及应用:

涡流管现象是1930年法国物理学家乔治.朗格发现的。美国AiRTX气动技术国际公司则是最早将这种物理现象实际、有效的应用于工业制冷方案的公司之一。

流体环绕轴而旋转--象龙卷风一样--这种流体的流动现象就叫涡流。

涡流制冷技术又称为涡流膨胀制冷技术,从空压机压缩出来压缩空气首先通过涡流管喷嘴成切线送入圆柱型涡流发生腔,这个发生器比产生旋转气流的热(长)管相比要大些,涡流发生腔位于涡流管的热端和冷端之间,并与它们相连.由涡流发生腔形成的涡流气流送入涡流管的热端,涡流气流紧贴涡流管的内表面,热空气不断从热端排出,热空气在热端产生一个流阻,这个流阻在涡流管中形成了足够的负压,这一负压迫使一部分空气经涡流管中心回流到冷端.这部分空气由于流向热端的膨胀气流的吸热而变的很冷.石家庄冷库

当的高压空气进入涡流管,会使气体体积膨胀并吸热,再在涡流管中产生涡流。压缩空气进入一个涡流发生器,接下来,旋转的气流被迫以1,000,000rpm的旋转速度沿热管壁进入热管内部。在热管的终端,一小部分空气通过针型阀以热空气方式泻出。剩余的空气则以较低速度通过进入热管的旋转气流的中心返回。热的、较慢速度旋转的气流通过进入热管的快速旋转的气流。这股超速冷气流通过发生器中心并冷气排气口泻放冷气。河北冷库 

涡流管冷气端释放的冷气量占输入压缩空气总量的体积百分比就叫该涡流管的制冷系数。位于涡流管热气泻放端的针形阀门控制制冷系数。例如,如果压缩空气输入量为15m3/min,而且涡流管的制冷系数是70%,那么,涡流管冷气泻放端泻放出的冷气量是10.5m3/min;热气泻放端泻放出的热气量将是4.5m3/min。石家庄冷库

制冷系数在60-80%范围内时,涡流管工作效率最大--输出功率(KWH)最大--因而这种工作状态的涡流管是机械加工工艺冷却、封闭的电气控制系统设备冷却、液浴冷却和操作人员身体制冷的理想选择。低制冷系数(小于50%)则减少了气流量并产生了最低温度,这种情况则多用于冷却玻璃、实验室超低温试验和电子元件的测试石家庄冷库

温度分离效果:

涡流管产生两种形式的涡流:自由涡流和强制涡流。在自由涡流(象旋涡一样)中,其流体的角速度在涡流沿涡流管中心向前推进时被增大,越靠近涡流管中心部分的涡流,其旋转速度越快。在强制涡流中,其速度是直接与涡流半径成比例关系--涡流越接近中心部位,其速度就越慢。河北冷库 

在涡流管中,其外界(热)涡流气流是自由涡流,其内部(冷)涡流气流是强制涡流。强制涡流的旋转运动受控于自由涡流(热涡流气流)。这股包括热气和冷气流的湍流形成不同能量层,并被锁定在一个涡流管中形成旋转流动的流体群。河北冷库 

内层气流穿过外层气流的风洞中心,而且由于两层气体之间的黏滞性的关系导致内层气体比外层气流的速度慢,也就是说,内层气流的速度在通过外层气流中心时被削弱了。漩涡中心的气流则流向冷空气出口,通过吹气入口时会膨胀然后冷却。因此,漩涡外层空气的增温是由于加速外层气流的黏滞性做功,而中心部分空气流往相反方向,则因扩散而降温。而且还因为能量与速度的平方成正比,冷气流的减速是通过热传导来丧失其能量的。这样以来能量就以热量传导的方式由内层气流向外层气流传递,也就是产生了内层冷气流。

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