Вихревой эффект Ранка-Хилша. Вихревая труба | Статья в журнале «Молодой ученый»

Библиографическое описание:

Хоробрых М. А., Клементьев В. А. Вихревой эффект Ранка-Хилша. Вихревая труба // Молодой ученый. — 2012. — №6. — С. 54-55. — URL https://moluch.ru/archive/41/4961/ (дата обращения: 19.08.2018).

Целью работы является изучение вихревого эффекта [1], при котором воздушный поток «самопроизвольно» разделяется на охлажденное ядро и горячие периферийные слои. Перенос тепла от ядра вихря на периферию, происходящий в этих условиях, называют вихревым эффектом. В компактной холодильной машине – вихревой трубе (ВТ), питаемой сжатым воздухом от пневмосети, можно получить холодный поток с температурой от + 20оС до - 120оС и попутно горячий – с температурой от + 40оС до + 120оС.

Была изготовлена вихревая труба и проведен эксперимент с замером распределения температуры по внутренней поверхности трубы, на выходе горячего и холодного воздуха. По результатам эксперимента получили холодный поток воздуха -2⁰Ϲ и горячий +50⁰Ϲ.

Выполнено математическое моделирование потоков воздуха при помощи пакета газодинамического анализа Flow Simulation, являющегося составной частью пакета Solid Works [2], который основывается на методе конечных элементов.

Рис. 1

На рис. 1 показаны расчетное поле температур с одновременным показом линий тока внутреннего течения в канале вихревой трубы. Из рисунка ясно видно разделение потока на холодную и теплую фракцию. Количественное согласование температур полученных расчетным путем и в экспериментальном исследовании вихревой трубы, выполненных автором показало, что применение вычислительного пакета Solid Works Flow Simulation позволяет достаточно точно получать сходимость расчетных и экспериментальных данных.

Расчеты внутреннего течения потока воздуха велись на компьютере с процессором Intel Core i5, 2.3 ГГц, ОЗУ 4 Гб. При этом использовался ламинарный режим течения. Общее количество ячеек 383678 для выполнения расчета требовалось порядка 3-4 часов.

Дальнейшая работа заключается в использовании PIV метода для визуализации вихревых потоков.


Литература:

  1. Меркулов А.П. Вихревой эффект и его применение в технике. – М.: Машиностроение, 1969, 183 с.

  2. Прохоренко В.П. SolidWorks. Практическое руководство. – М.: Бином, 2004. – 289 с.

Основные термины (генерируются автоматически): вихревая труба, вихревой эффект, PIV.


Похожие статьи

Использование гибридной системы охлаждения на основе...

; Длина вихревой трубы: . Для нашего расчета вихревая труба имеет следующие параметры

2. А. П. Меркулов «Вихревой эффект и его применение в технике», Изд. 2-е перераб.

Аэродинамическая труба АТ-11 СПбГУ: модернизация...

3D координатник позволяет сканировать измерительными зондами или измерительной вертикальной плоскостью PIV-системы поток в открытой рабочей части в объёме 1000х1000х1000 мм.

Вихревой эффект Ранка-Хилша. Вихревая труба.

Разработка и исследование автономных cистем тепло...

Вихревая установка работает по вихревому эффекту Ранка, основанному на температурном разделении воздушного потока на холодный и горячий потоки.

Таким же образом осуществляется отбор тепла при охлаждении корпуса вихревых труб.

Исследования оборудования и технологии пайки трубопроводов...

Первый эффект показывает, что вихревые токи создаются в непосредственной близости от индукционного витка.

Было определено, что индукторы целесообразно изготавливать из медных труб практически любого сечения.

Скин-эффект в асинхронном двигателе с короткозамкнутым...

Скин-эффект в асинхронном двигателе с короткозамкнутым ротором. Автор: Курнышев Борис Сергеевич. Рубрика: Технические науки.

Вихревой эффект Ранка-Хилша. Вихревая труба.

Концентраторы потоков для ветроэнергетических установок

Рис. 6. Вихревая ветростанция. В центре шатра сделана вытяжная труба. В трубе располагается ветряное колесо — генератор, снаружи зафиксированы кривообразные лопасти.

Научный журнал «Молодой ученый» №6 (41) июнь 2012 г.

Вихревой эффект Ранка-Хилша. Вихревая труба. Имомов Ш. Б., Халикова Х. А., Хамраев С. И.

Современное состояние исследований по интенсификации...

Теплоотдача в трубе с тангенциальным завихрителем на входе в трубу подробно исследовалась А. Абкаряном, А. Нау и P. West (США).

Халатов А. А., Борисов И. И., Щевцов С. В. Тепломассообмен и теплогидравлическая эффективность вихревых и закрученных потоков.

Обсуждение

Социальные комментарии Cackle

Похожие статьи

Использование гибридной системы охлаждения на основе...

; Длина вихревой трубы: . Для нашего расчета вихревая труба имеет следующие параметры

2. А. П. Меркулов «Вихревой эффект и его применение в технике», Изд. 2-е перераб.

Аэродинамическая труба АТ-11 СПбГУ: модернизация...

3D координатник позволяет сканировать измерительными зондами или измерительной вертикальной плоскостью PIV-системы поток в открытой рабочей части в объёме 1000х1000х1000 мм.

Вихревой эффект Ранка-Хилша. Вихревая труба.

Разработка и исследование автономных cистем тепло...

Вихревая установка работает по вихревому эффекту Ранка, основанному на температурном разделении воздушного потока на холодный и горячий потоки.

Таким же образом осуществляется отбор тепла при охлаждении корпуса вихревых труб.

Исследования оборудования и технологии пайки трубопроводов...

Первый эффект показывает, что вихревые токи создаются в непосредственной близости от индукционного витка.

Было определено, что индукторы целесообразно изготавливать из медных труб практически любого сечения.

Скин-эффект в асинхронном двигателе с короткозамкнутым...

Скин-эффект в асинхронном двигателе с короткозамкнутым ротором. Автор: Курнышев Борис Сергеевич. Рубрика: Технические науки.

Вихревой эффект Ранка-Хилша. Вихревая труба.

Концентраторы потоков для ветроэнергетических установок

Рис. 6. Вихревая ветростанция. В центре шатра сделана вытяжная труба. В трубе располагается ветряное колесо — генератор, снаружи зафиксированы кривообразные лопасти.

Научный журнал «Молодой ученый» №6 (41) июнь 2012 г.

Вихревой эффект Ранка-Хилша. Вихревая труба. Имомов Ш. Б., Халикова Х. А., Хамраев С. И.

Современное состояние исследований по интенсификации...

Теплоотдача в трубе с тангенциальным завихрителем на входе в трубу подробно исследовалась А. Абкаряном, А. Нау и P. West (США).

Халатов А. А., Борисов И. И., Щевцов С. В. Тепломассообмен и теплогидравлическая эффективность вихревых и закрученных потоков.

Задать вопрос