Температурная эффективность

Результаты опытов (ри 2.8) представляют собой обобщенную характеристику ti,=в виде поля значений максимальных температурных эффектов. Снижение максимально достигаемой температурной эффективности от 0,53 при 5 до 0,49 при 71 = 16,5 связано с увеличением стока воздуха непосредственно из сопла по торцевой стенке в отверстие диафрагмы, что приводит к повышению температуры охлажденных в трубе приосевых масс газа. Очевидно, относительный расход паразитных масс, стекающих в пограничном слое на торцевой поверхности диафрагмы, растет с увеличением перепада давления на вихревой трубе. [c.51]

Максимальное значение температурной эффективности для конкретной вихревой трубы соответствует вполне определенной степени расширения Причем с ростом перепада давления снижается относительная площадь соплового ввода F , обеспечивающая максимально возможное значение достигаемой температурной эффективности Л/- Обобщение опытных данных с ис- [c.52]

Очевидно, сложное поведение зависимостей ti, = /(л ) и ti, = = /(/, ) на докритических режимах связано с ростом скорости истечения на входе в сопло, а следовательно, с увеличением уровня относительных сдвиговых скоростей в камере энергоразделения и плотности потока кинетической энергии масс газа. Действительно, с ростом степени расширения в вихревой трубе О < < л < л р происходит рост скорости истечения, а следовательно, и рост снижения термодинамической температуры. Несмотря на рост абсолютных эффектов охлаждения при изоэнтропном расширении в соответствии с зависимостью (2.18) температурная эффективность возрастает в результате более интенсивного роста эффектов охлаждения, обусловленного ростом падения термодинамической темпе >атуры потока на выходе из сопла закручивающего устройства [c.53]

Свой относительно небольшой вклад в рост эффектов охлаждения с увеличением вносит и дроссель-эффект (эффект Джоуля-Томсона). Если принять за физическую основу эффекта гипотезу взаимодействия вихрей, можно допустить что с ростом сдвиговых скоростей возрастают степень турбулизации вынужденного приосевого вихря и число образующихся парных вихрей в результате чего эффективность энергоразделения возрастает. Однако рост гидравлической нафузки в трубе вызывает обратное воздействие, что 6 оказывает превалирующее влияние и темп роста эффектов охлаждения заметно снижается, а затем и совсем прекращается. Поэтому с ростом давления на входе при неизменном давлении на выходе рекомендуется [161] для достижения оптимальной работы вихревой трубы по максимуму температурной эффективности снижать относительную площадь соплового ввода закручивающего устройства в соответствии с зависимостью (2.19). [c.54]

Подтверждающие линейность функций А/ =/(7 , ) и Дг =/(7 , ) результаты были получены в опытах [153] на высокотемпературной вихревой трубе в диапазоне 300 < 7, < 1500 К. Если учесть, что в области сравнительно низких температур на входе в трубу при работе на сжатом гелии А.И. Гуляевым были получены идентичные результаты, то можно сделать следующий вывод. В интервале температур, в котором состояние газа с достаточной степенью точности описывается уравнением Клапейрона-Менделеева PV= RT, можно считать температурную эффективность вихревых труб при оптимальном сочетании конструктивных параметров и степени расширения ти. в вихревой трубе, не зависящей от температуры [c.57]

Рис. 2.17. Зависимость температурной эффективности работы вихревой тр ы от угла наклона сопла 18 мм d = 0,5 / =0,071) при различной степени расширения

В том случае, когда угол скоса р не превышает 9—1 Г, коэффициент температурной эффективности в 1,12—1,15 раза выше, чем при использовании торцевой поверхности диафрагмы, перпендикулярной оси камеры энергетического разделения. [c.75]

Нетрудно заметить, что предельное значение по этой зависимости несколько больше, чем у А.П. Меркулова. Допуская ц= 1, получим [c.75]

Перечисленные исследования и типы адиабатных вихревых труб в основном развивались в направлении увеличения абсолютных эффектов охлаждения и температурной эффективности процесса энергоразделения. Холодопроизводительность и адиабатный КПД интересовали разработчиков в меньшей степени. Этому способствовал тот факт, что повышение этих характеристик, несмотря на достаточно большие усилия исследователей, продвигалось достаточно медленно. В настоящее время для цилиндрических вихревых труб Т1 = 0,28 для конических 0,29-Ю,3. [c.81]

Выше отмечалось, что с ростом температуры абсолютные эффекты охлаждения возрастают, а температурная эффективность практически неизменна [40, 112, 116]. В последнее время вихревые трубы находят применение в авиационной и ракетной технике, в теплоэнергетической отрасли там, где температура газа на входе может существенно превыщать умеренные положитель- [c.94]

В общем случае для режимов работы вихревого охладителя в диапазоне от максимальной температурной эффективности ri, до максимальной термодинамической эффективности значения т1, можно рассчитывать по линейной зависимости [204] [c.221]

Другая трудность расчета состоит в определении относительной доли охлажденного потока ц. Как отмечено ранее максимальные эффекты охлаждения наблюдаются в диапазоне 0,2 < ц < 0,3, а максимальная холодопроизводительность — при 0,6 < ц < 0,75. Можно предложить вариационный метод определения ц с использованием выражения (5.3). По известным значениям Г, и рассчитывается изоэнтропный эффект охлаждения T= Ti fl - (1А ) " Воспользовавшись значением температуры охлажденного потока, рассчитанного по (5.2), найдем потребное значение температурной эффективности = АТ /аТ . Зная потребное значение т), по выражению (5.2) рассчитаем ц [c.222]

Рис. 6.3. Влияние внешнего теплового потока на относительные величины эффектов подогрева и снижения температурной эффективности

Таким образом, из выражения (6.16) можно сделать вывод о том, что геометрический коэффициент оребрения увеличивается при Г О и с ростом п. Однако существенное снижение п может вызвать засорение узких межреберных щелей. Чрезмерное же увеличение относительного диаметра п приводит к снижению эффективности ребра. В то же время с ростом п и уменьшением шага t возрастает гидравлическое сопротивление межреберных каналов. Введение внутреннего оребрения позволяет повысить температурную эффективность разделительных вихревых труб. Причем эффективность использования оребрения заметно возрастает со снижением срабатываемого на трубе перепада давления я . Чтобы снизить падение эффектов охлаждения оребрен-ной вихревой трубы при ее длительной работе на промышленном влажном воздухе с примесью масла, необходимо предусматривать в конструкции оребрения возможность удаления масла, напри- [c.294]

Выше было показано, что неограниченно увеличивая поверхность теплообменного аппарата, разность температур на одном из его концов можно устремить к нулю. Этим иногда пользуются для оценки температурной эффективности теплообменника [c.141]

При небольшой холодопроизводительности установок величина температурной эффективности часто имеет значительно большее практическое значение, чем степень их энергетического совершенства. [c.152]

Так, например, для получения азотных температур в микрокриогенных установках зачастую идут на снижение степени энергетического совершенства до величин, измеряемых всего лишь долями процента, ради получения высокого значения температурной эффективности, благоприятных габаритов и надежной работы. [c.152]

Как было казано в гл. 4 (см. 4-2), при вихревом температурном разделении не исключается (для малых р.) получение температурной эффективности Д/х/Д >1. Напоминаем, что [х есть доля газа, имеющего низкую температуру. [c.152]

На рис. 6-15 представлена разность темпе ратур на горячем и холодном концах вихревой трубы при различной степени открытия дроссельного вентиля, определяющего значения ц. Кривые эти построены для одной из наиболее совершенных конструкций, дающих наибольшее значение температурной эффективности. [c.154]

Следующие исследования, направленные на улучшение эксергетической или температурной эффективности вихревых труб, дали определенные результаты [c.155]

Использование холодного потока после холодильного действия для регенеративного охлаждения воздуха, поступающего к соплам вихревого аппарата [Л. 60]. Такой регенеративный теплообмен, который не может быть достаточно соверщенным ввиду различных количеств воздуха, участвующих в процессе, приводит к существенному увеличению температурной эффективности. [c.156]

Наши исследования эффекта Ранка для паров, сравнительно близких к состоянию насыщения (ННз, СОг, СН4), показали, что температурная эффективность для этих веществ сохраняется примерно постоянной [Л. 2, 3]. При высоких значениях начальных давлений эта величина для разных веществ сравнительно точно выражается следующим простым соотношением [c.156]

Более полно термодинамическое совершенство трубы по эффектам охлаждения оценивается температурной эффективностью [116], которая в диапазоне 2,0 < 6,0 изменяется от П/тах" для п = 2,0 до П/тах отмсчается, что [c.50]

В серии его опытов температурная эффективность трубы увеличилась с повышением тг . В то же время в опытах Н.С. То-рочешникова и др. [187] на прямоточной вихревой трубе с ростом температурная эффективность падала, что, пожалуй, является не исключением, а скорее правилом для вихревых труб прямоточного типа и объясняется лишь тем, что в отводимом потоке охлажденных масс возрастает относительная величина перетока подогретых масс газа из периферии непосредственно в зоне отвода. [c.52]

В общем случае влияние температуры на характеристики процесса энергоразделиения в вихревых трубах, так же, как и давления, имеет достаточно сложный характер. В определенном диапазоне изменения температуры от —190 С до 700 °С [112, 116] по результатам проведенных опытов можно отметить повышение абсолютных э ектов охлаждения и подогрева Д . Однако значение температурной эффективности л, при этом практически неизменно. Прежде всего, это связано с тем, что с ростом [c.55]

Диафрагма (см. рис. 2.21,а) имеет на торцевой поверхности кольцевую выточку, создающую местное завихрение, которое в некоторой степени снижает сток пограничного слоя, способствуя отводу части его в камеру энергетического разделения. При этом увеличивается температурная эффективность вихревой трубы, а при равных абсолютных эффектах охлаждения повышается адиабатный КПД Т1 за счет некоторого роста отверстия диафрагмы без снижения и соответствующего увеличения относительной доли охлажденного потока ц, а следовательно, и холодопроизво-дительности q = С [c.74]

Описываемая конструкция снабжена сетчатым развихрителем, расположенным в приосевой зоне дросселя, снабженного на периферии лопаточным диффузором. Подогретые массы газа, сформированные из периферийного потока камеры энергоразделения, покидают дроссель через специальным образом спрофилированное сопло. Отвод подогретых масс имеет осевую ориентацию и осуществляется соосно камере энергоразделения. Повышение температурной эффективности (ti = 0,59) при ц = 0,3 может быть объяснено двумя причинами, одна из которых — интенсивная турбулизация приосевых масс газа, способствующая радиальному энергомассопереносу, вторая [40] состоит в том, что при таком исполнении раскручивающего устройства приосевой поток в области дросселя формируется из менее нафетых раскрученных слоев периферийного вихря, а его более нагретые массы могут беспрепятственно истекать через лопаточный диффузор и спрофилированное сопло. [c.78]

В середине 60-х и в конце 70-х годов появились интересные конструкции, позволившие довести температурную эффективность процесса энергоразделения до 0,70 [40,116] при степени расширения п,- 9, абсолютный эффект охлаждения составил ЛТ = 87К. Адиабатный КПД вихревых труб достиг 0,38-0,4 для неохлаждаемых фуб (вихревая труба с дополнительным потоком Ш.А. Пиралишвили) и 0,4-0,42 для неадиабатных охлаждаемых вихревых труб с рециркуляцией подофетого потока (вихревая труба с рециркуляцией потока А.Д. Суслова и А.В. Мурашкина). Рассмотрим их подробней. [c.79]

Неоднозначная зависимость работы двухконтурной трубы от длины, прослеживаемая по результатам опытов, не позволяет произвести анализ, однако, можно утверждать, что в области ц < 1,0 по абсолютным эффектам охлаждения и температурной эффективности предпочтение следует отдавать более длинной девятикалибровой трубе. Интерес представляет неустойчивый режим работы трехкалибровой трубы в области 0,9 < ц < 1,1. Безразмерные эффекты охлаждения в опытах при ц 1,0 изменяются скачкообразно (см. рис. 2.26). Практически одному аргументу [c.85]

Относительный диам отверстия диафрагмы для конической вихревой трубы равен d = О. б + 0,37ц, для цилиндрической — по данным А.П. Меркулова d = 0,35 + 0,313ц. Более точно этот диаметр с учетом степени расширения в вихревой трубе для режима максимальной температурной эффективности может быть найден по формуле [c.222]

Масштаб вихревой трубы, по результатам опьггов 70—80 гг., следует учитывать, если в расчетах диаметр вихревой трубы d < 18 мм. Для уточнения ракета таких труб можно воспользоваться поправкой, предложенной А. П. Меркуловым, в соответствии с которой температурная эффективность труб меньшего диаметра снижается в зависимости от последнего на [c.224]

Тогда с учетом этой поправки расчетная температурная эффективность Т1, для трубы рассчитываемого диаметра может быгь найдена по формуле [c.224]

С ростом степени расширения воздуха в вихревых трубах эффект охлаждения снижается, что снижает температурную эффективность процесса регенарации. Эксергетический 1ШД с ростом степени регенерации неизменно падает (см. рис. 5.8). о связано с уменьшением части полезно используемого холода . В то же время адиабатный КПД растет (см. рис. 5.9). Такое противоречивое изменение величин, оценивающих термодинамическое совершенство схемы, несколько затрудняет возможность обоснованного выбора, наиболее эффективного с энергетической точки зрения режима работы. Для заданных значений Ру и выбор режима работы схемы следует осуществлять по максимальному значению. [c.239]

Опыты показывают, что охлаждаемые вихревые трубы эффективны, когда к трубе предъявляются требования достижения максимально возможной холодопроизводительности. Причем на режиме работы по относительной доле охлажденного потока ц = 1 выполняется очевидное равенство между температурной ri, и адиабатной (р эффективностями процесса энергоразделения (л, = Фад)- Исследование вихревой трубы охлаждаемой водой, протекающей по межрубащечному пространству проводили авторы работы [1Л2], которым удалось достигнуть весьма больших значений по тем временам величин адиабатного КПД (рис. 6.6). Причем температурная эффективность трубы возрастала с ростом срабатываемого перепада давления, что невсегда очевидно для адиабатных вихревых труб. При этом авторы прищли к заключению, что температура охлаждающей воды не ифала существенной роли в эффекте охлаждения, а ее отклонение на 10 °С [c.289]

Снижение эффектов охлаждения, а следовательно, и температурной эффективности г , связано с воздействием двух причин с нарушением характера вязкого взаимодействия между радиальными слоями газа и сменой режима работы трубы по доле охлажденного потока ц. С ростом частоты вращения вихревого энергоразделителя по описанной схеме по мере возрастания частоты вращения п происходит постепенный переход режима работы от противоточного к прямоточному и далее к работе в режиме вихревого эжектора (рис. 8.12). [c.381]

Сопоставлять метод охлаждения при помощи эффекта Ранка с другими можно по-разному, с разных точек зрения. Первый способ оценки, достаточно широко обсужденный в настоящей работе, основан на определении степени термодинамического совершенства установки (эксергетический метод). Он, в конечном счете, сводится к нахождению величины расхода превратимой части энергии, нужной для достижения наблюдаемого эффекта. Однако возможна и иная оценка. Дело в том, что, несмотря на важность степени энергетического совершенства, эта величина не всегда является главным критерием, определяющим ценность того илн иного метода. В ряде случаев, особенно когда речь идет о небольшой производительности холодильных агрегатов, преобладающим критерием при оценке является достижимость наиболее низких температур. В частности, сопоставляя генерацию холода методом Ранка с другими методами, целесообразно ввести понятие о температурной эффективности, которая и будет характеризовать возможность достижения наиболее низких температур. [c.151]

При сопоставлении любого эффекта охлаждения с методами, в которых используется понижение температуры способом детандирования, логично понимать под температурной эффективностью величину отношения А/1/Д1/,. [c.151]

Достаточно указать на то, что в так называемых микрокриогенных устройствах (где холодопроизводи-тельность измеряется зачастую всего лишь единицами калорий в час) вопросы габаритов и весов, так же как температурная эффективность, настолько преобладают над другими факторами, что находят широкое применение циклы, дающие ничтожную степень энергетического совершенства. [c.152]

Как указывалось ранее, труба Ранка имеет существенно более низкую энартетичеокую эффактивность, чем многие другие генераторы холода, но по значению температурной эффективности в некоторых случаях она способна даже превзойти их. Это прежде всего относится к сравнительно небольшим интервалам давлений и малой производительности, когда адиабатический к. п. д. детандера низок [c.152]

Одна из наиболее простых и одновременно обладающая высокой эксергетической и температурной эффективностью конструкция вихревых труб была разработана проф. Парулекаром [Л. 89]. [c.153]

На рис. 6-14 изображены графики зависимости между цадениями температур на холодном конце вихревых труб и давлением воздуха, подаваемого п вих ревую камеру [Л. 89]. Приведенное семейство -кривых наглядно показывает существенное повышение температурной эффективности вихревых цруб по мере совершенствования их конструкций. [c.154]

Последние данные по испытанию конструкции цроф. Парулекара (см. кривую 8 на рис. 6-14) свидетельствуют о том, что при давлении 4 кгс1см достигнута температурная эффективность, равная примерно 60% это уже вполне сопоставимо с температурной эффективностью, получаемой в детандере небольшой производительности. [c.154]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...