*99630*

Д.т.н. Зазуля А.Н., аспирант Левин М.Ю., д.т.н. Нагорнов С.А., аспирант Павлов С.С.

Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт использования техники и нефтепродуктов Российской академии сельскохозяйственных наук, г. Тамбов

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕМПЕРАТУРНОГО РАЗДЕЛЕНИЯ ТРУБКИ РАНКА С РУБАШКОЙ ОХЛАЖДЕНИЯ.

В настоящей работе приведены экспериментальные данные распределения температур в трубке Ранка с рубашкой охлаждения (рис. 1).

Рис 1. Вихревая труба с рубашкой охлаждения.

Вихревая зона данной трубы выполнена в виде усеченного конуса с расширением в сторону дросселя и углом конусности 2°,в сопловом входе установлена трехзаходная улитка, дроссель выполнен в виде конуса.

Приведена схема установки, на которой проводился эксперимент (рис. 2).

Рис.2 Схема установки: 1 - компрессор, 2 – регулятор давления, 3 – манометр, 4 – вихревая труба, 5 – рубашка охлаждения, 6 – температурный регистратор.

Рассматривая процессы взаимодействия вихрей, мы убеждаемся, что высокая температура периферийных слоев внешнего вихря позволяет легко отбирать от них тепло, чему в значительной степени способствуют высокие скорости турбулентного вихря, обеспечивающие большие значения коэффициента теплообмена.

Некоторые исследования [1, 2] вихревой трубы с водяной рубашкой показали, что вихревая труба с водяной рубашкой при работе на режиме m = 1 имеет адиабатный к. п. д. выше, чем у противоточной вихревой трубы. На режиме m=1 адиабатный к. п. д. (m*h) совпадает с температурной эффективностью h. С ростом степени расширения газа (увеличением ) снижается значение h, но величина h всегда остается выше максимально полученных для теплоизолированной вихревой трубы (рис. 3).

Рис.3 Характеристики охлаждаемых вихревых труб

Интересно отметить, что температура охлаждающей воды не играет существенной роли в эффекте охлаждения, ее отклонение на ± 10° от температуры питающего сжатого воздуха практически не влияют на эффект охлаждения.

Далее нами была исследовано влияние входного давления на эффект температурного разделения в вихревой трубе с рубашкой охлаждения. При условии сохранения постоянным давления холодного потока за отверстием диафрагмы величина давления , подаваемого к соплу сжатого газа, играет существенную роль в получаемом эффекте охлаждения. С повышением давления входа растут эффект охлаждения.

Изображение кривых максимальных температур охлаждения () и нагрева () для различных давлений , полученных на вихревой трубе с рубашкой охлаждения при m 0,25 и 30°C, С приведены на рис.4.

Рис.4 Зависимость температурных характеристик вихревой трубы от давления.

В результате исследования вихревой трубы с рубашкой охлаждения удалось получить максимальный эффект нагрева () равным 15 °C, а максимальный эффект охлаждения () - 40°С. Сравнивая данные полученные при работе вихревой трубы без подачи воды с данными, полученными при охлаждении трубы водой, выяснилось, что полученный эффект нагрева оказался гораздо выше в первом случае, а эффект охлаждения изменялся незначительно. Из чего следует, что рубашка охлаждения, установленная на вихревую трубу, позволяет эффективно отбирать тепло от периферийных слоев, практически не влияя на центральный поток.

Список литературы:

1- Меркулов А.П., Колышев Н.Д., Исследование температурных полей вихревой трубы, Труды Куйбушевского авиационного института вып. 22. 1965

2- Меркулов А.П., Колышев Н.Д., Распределение скорости по высоте сопла вихревой трубы, Труды Куйбушевского авиационного института вып. 22. 1965