Вихревая трубка и вихревой эффект

Не занимаясь здесь усовершенствованием деталей конструктивного устройства прибора И каким-либо вариантом его газодинамического расчета (из всех существующих, вплоть до экзотических, названий его и производимого им эффекта остановимся на самом простом варианте — вихревая трубка и вихревой эффект), рассмотрим максимально упрошенную и явно идеализированную схему происходящих в упомянутой трубке процессов, позволяющую на элементарном квазистатическом уровне дать качественное объяснение возникновения данного эффекта. В этом моделировании мы существенно будем опираться на общепризнанную квазистатическую же модель адиабатической атмосферы (см. т. 1, задача 49), объяснившую без привлечения строгого газодинамического рассмотрения существование высотного градиента температуры (а также на известное истолкование, почему после размешивания чаинки в стакане собираются в центре его донышка). [c.246]

Заметим, что эффекты эти, вообще говоря, невелики и во многих случаях могут быть оставлены без внимания, например при расчете профилей скорости, а также температуры (при сильной теплоотдаче) и др. В отдельных случаях, однако, значение их становится существенным и даже определяющим. Только при учете эффекта местного перераспределения энергии в быстром потоке можно объяснить, например, низкое значение коэффициента восстановления" у поперечно обтекаемых термопар или явление тепловой сепарации в вихревых трубках—разделение изотермического потока воздуха на струи с температурой торможения существенно ниже и выше исходной [Л. 27]. [c.95]

В литературе указывается, что отклонения в значении температуры достигают нескольких десятков градусов при исходном давлении в несколько атмосфер. В наших опытах при избыточном давлении на входе в вихревую трубку порядка 1 ати температура в осевой струйке была примерно на 8—10° С ниже, а в периферийной—на 4—5° С выше исходной, но эти результаты не являются предельными, поскольку опыт ставился с целью обнаружения эффекта и не сопровождался широкой вариацией условий. [c.98]

В основе метода разделительного сопла , разрабатываемого в ФРГ для обогащения урана, лежит отклонение дозвуковой газовой струи. При малом радиусе кривизны линий тока и большой скорости струи газ приобретает значительное центробежное ускорение, приводящее к частичному разделению смеси (аналогичные процессы имеют место в роторе газовой центрифуги). Однако в отличие от центробежного метода эффект разделения в сопле возникает в неравновесных условиях газодинамического течения смеси, Разновидность метода разделительного сопла представляет собой метод вихревой трубки, разрабатываемый в ЮАР. В целях увеличения скорости струи, а тем самым и увеличения эффекта разделения в качестве технологического газа применяется водород в смеси с небольшим по объему (не более 4 %) количеством гексафторида урана. [c.203]

Для нагрева изделия устанавливают в индуктор (соленоид), представляющий собой один или несколько витков трубки или шины (рис. 157). Переменный ток, протекая через индуктор, создает переменное магнитное поле. Индуктированное в изделие электромагнитное поле приводит к появлению вихревых токов и выделению джоулева тепла в обрабатываемом изделии. Плотность индуктированного переменного тока по сечению проводника (нагреваемого изделия) неодинакова. Ток проходит в основном по поверхности проводника. Это явление называется поверхностным эффектом. [c.237]

В задачах 11 и 12 мы остановимся еще на одном интересном устройстве, называемом вихревой трубкой, стационарное движение газа через которое так же, как и в рассмотренных в пунктах 6) и е) случаях, приводит при определенных условиях к охлаждающему эффекту. [c.220]

Расчеты показывают, что при разности диаметров соседних слоев 0,2 Di (Di — средний диаметр внутреннего слоя) сопротивление обмотки возрастает по сравнению с рассчитанным по (5.24) в 1,2 1,3 1,4 и 1,6 раза для 7V = 2 3 4 5 соответственно. В этом случае увеличение числа слоев свыше четырех становится нецелесообразным. В многослойных обмотках с водяным охлаждением потери возрастают из-за дополнительных потерь от вихревых токов во внутренних слоях. Так как на промышленной частоте поверхностный эффект в токопроводе обмотки обычно выражен слабо, потери в витках можно рассчитать, пользуясь приближенной методикой 4.6. В качестве примера на рис. 5.22 приведен коэффициент потерь 0 . для внутреннего слоя трехслойной обмотки в зависимости от толщины стенки трубки. Ширина проводника а = 2 см, шаг намотки с = 2,4 см. [c.198]

Вихревая трубка и вихревой эффект 246 Возврата теорема 361 Восприимчивость динамическая 226 Второе начало термодинамики для неквазистатических процессов 27, 233 [c.446]

Схема процесса высокочастотного индукционного нагрева. Одно-нли многовитковая катушка (так называемый индуктор"), изготовленная из красномедиой трубки и охлаждаемая во время работы проточной водой, присоединяется к генератору токов высокой частоты. Вокруг токонесущих участков трубок индуктора возникает быстро-переменное электромагнитное поле. В стальных изделиях, помещённых в поле индуктора, возбуждаются вихревые токи, создающие в свою очередь внутри этих изделий электромагнитное иоле. Под действием последнего вихревые токи оттесняются к поверхности изделий. Это явление неравномерного распределения тока по сечению проводящего металла называется поверхностным или скин-эффектом. [c.169]

Последний пример представляет наибольший интерес. Речь идет об объяснении эффекта, наблюдаемого в трубках Ранка— Хилша [Л. 27]. Известно, что измеренная температура торможения (точнее—близкая к ней величина) в струйках газа, истекающих из разных мест вихревой трубки—по оси и на периферии, оказывается существенно ниже в первом случае и существенно выше во втором—исходной температуры торможения. [c.98]

Для обогащения используют эффект разделения, создаваемый центробежными силами при искривлении потока UFg (разделит, сопло в ФРГ, вихревая трубка в ЮАР). Для увеличения первичного эффекта к добавляют лёгкий вспомогат. газ (Н или Не), увеличи-ваютцпй скорость HFg в потоке смеси. При этом возрастают и дс11ствующие на TjFa центробежные силы и в 4—8 ра.э выше, чем в случае газовой диффузии [2, 4]. [c.123]

Этот эффективный метод, получивший широкое распространение в нашей промышленности, разработан в 1935 г. В. П. Вологдиным. При закалке нагреваемое изделие помещают внутрь медной спирали, по которой пропускается ток высокой частоты. Этот ток создает вокруг спирали сильное переменное магнитное поле, по- этому в стальном изделии индуктируются (возникают) вторичные короткозамкнутые (вихревые) токи. Вследствие поверхностного эффекта индукционные вихревые токи сосредоточены только на поверхности изделия и нагревают его на определенную глубину. Чтобы спираль первичного тока не нагревалась, ее делают из медной трубки, через которую пропускают воду. Такие спирали называются индукторами (возбудителями вторичг ного тока). [c.153]

Для составления дифференциального уравнения движения рассмотрим баланс сил в центральной части вихревой трубки, т. е. исключим из рассмотрения эффекты, возникающие на торцах, которые находятся вблизи стенок, где г оявляется влияние вязкого трения. Приведенная ниже расчетная схема в форме трубчатой поверхности имеет такую же систему геометрических обозначений, как и для расчета гфоцесса переноса теплоты через цилиндрическую стенку в задачах теплогфоводности [13]. [c.59]

К рассмотренным выше функционируюшим устройствам со стационарно протекающим через них газом примыкает эффект разделения двигающейся с бсшьшой скоростью газовой струи на две, горячую и холодную, при ее прохождении через адиабатически изолированное устройство, называемое вихревой трубкой. Как [c.245]

Схема самого простого варианта вихревой трубки с адиабатическими стенками представлена на рис. 165. Газ с параметрами во,ро с большой скоростью Wq подается по касательной перпендикулярно оси трубки в районе ж = О, г = Я и выходит через регулируемый дроссель в ее конце х = L, г = R более горячим и через диафрагму (ж О, г S 0) охлажденным. Чтобы избавиться от сопутствующего данному явлению эффекта дросселирования (Джоуля-Томсона, см. гл. 4, 2-6), п. б)), будем полагать газ идеальным pv = onst, с = onst, ( = с, -I- 1 н однокомпонентным (чтобы не рассматривать также попутно возникающий эффект разделения). [c.246]

Для индивидуального охлаждения головных шлемов, жилетов, скафандров и другой производственной одежды применяют вихревые трубки, предложенные инженером-метал-тургом Ранком в 1933 г. и запатентованные во Фракции и США. Теория процесса разработана и опубликована в США в 1945 г. Хильшем. Аппараты, в которых используется эффект Ранка. в настоящее время называют трубами Ранка, трубами Хильгаа, вихревыми трубами или вихревыми холодильниками. [c.49]

Для нагрева изделие устанавливают в индуктор (соленоид), представляющий собой один или несколько витков пустотелой водоохлаладаемой медной трубки или шины (рис. 96). Переменный ток, протекая через индуктор, создает переменное магнитное поле. В результате явления индукции в поверхностном слое возникают вихревые токи, и в слое обрабатываемого изделия происходит выделение джоулева тепла. Плотность индуктированного переменного тока по сечению проводника (нагреваемого изделия) неодинакова. Ток проходит в основном в поверхностном слое проводника. Это явление называется поверхностным эффектом. Около 90 % тепла выделяется в слое толщиной X, см, который находится в следующей зависимости от частоты тока /, Гц, магнитной проницаемости [1, Гс/Э, и электросопротивления р, Ом -см, нагреваемого металла х = 5000 т/р/и/. [c.186]

Механическое движение жидкости в закрытых сосудах всегда затрудняется вязким трением о стенки. Из-за этого эффекта стенок невозможно создать идеальное давление волны в трубке, в которой каждая частица в рассматриваемом сечении проходит одно и то же расстояние. Это сопротивление идеальному потоку будет вызывать турбулентность, если трубке сообщить вибрацию. В наших опытах с каучуковой диафрагмой на конце стеклянной трубки нам удалось обнаружить турбулентность при ударе по диафрагме по движению красных кровяных клеток. Пузыри образовывались легче, когда свободное движение воды вверх по широкой части трубки задерживалось при частичном наполнении суженной горловины водой. При этих условиях турбулентность была тоже больше. Бонди и Солнер [19] составили обзор существующих данных по кавитации, порождаемой ультразвуком. Они отмечают, что пузыри обычно образуются на поверхностях раздела, в частности на ниверАнисги раздела жидкость — жидкость. Как установил Рейнольдс [29], на поверхности раздела жидкость — жидкость турбулентность возникает при очень низких относительных скоростях. Это согласуется с хорошо известной нестабильностью вихревого слоя. [c.24]

Задача 12. Используя полученные в предыдущей задаче результаты, определить минимальную величину сечения выпускающего холодный газ сопла, необходимую для возникиовения в трубке, изображенной на рис. 165, вихревого эффекта, и оценить величины потоков выходящих холодного и горячего газов, полагая все данные о поступающем в трубку газе заданными. [c.250]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...