Расширение в вихревой трубе.

Различие в температурах потоков воздуха, движущихся у оси и на перифирии циклона-пылеуловителя экспериментально установлено Ранком в 1933г. и обосновано Хильшем в 1946 году.

Температурное разделение газа на холодный и горячий происходит в вихревой трубе (см. рис.) прямоточного (а) или противоточного (б) типа:


а)

 
 

б)

Физическую сущность механизма вихревого охлаждения можно изложить следующим образом:

при адиабатном торможении всего потока он приобретает температуру равную первоначальной. Представим случай когда для совершения внешней работы у потока каким-либо образом отнимается его кинетическая энергия. Тогда поток должен сохранить пониженную температуру, приобретенную им при истечении.

В вихревой трубе такая отдача кинетической энергии от внутренних слоёв воздуха к внешним совершается быстродвижущимся охлаждением воздухом. Т.е. слои воздуха, расположенные у стенки камеры играют роль приемника кинетической энергии.

Отдавая свою кинетическую энергию периферийным слоям газа посредством трения, внутренние слои, охладившиеся при истечении, не успевают получить за счет теплопроводности и конвекции тепло от периферийных слоёв для выравнивания температуры во всем потоке. В результате происходит разделение потока на горячие и холодные части.

Т.е. имеет место де баланс в обмене энергией между газовыми слоями.

Необратимый процесс расширения газа в вихревой трубе предопределяет сравнительно большие энергетические потери. При одинаковой холодопроизводительности воздушной холодильной машины с детандером и холодильной машины с вихревой трубой, вихревая труба потребует примерно 8-и кратного увеличения расхода энергии.

Достоинством вихревой трубы является исключительная конструктивная простота и отсутствие в холодильной машине специального рабочего вещества.

При давлениях газа 0,3…0,5МПа в вихревой трубе можно получить температуру холодного газа на 30…70°С ниже начальной температуры.


8. Термоэлектрическое охлаждение.

 

Сущность эффекта заключается в появлении разности температур на спаях пары материалов при прохождении через них электрического тока (Эффект Пельтье)

 
 

Два полупроводника n и m образуют контур, по которому проходит постоянный ток от источника питания С.

Если температура на спаях Тх станет ниже температуры источника низкой температуры, а температура на горячих спаях Тг выше температуры окружающей среды, то термоэлемент будет выполнять функции холодильной машины. Снижение температуры спая происходит когда по действием электрического поля электроны, двигаясь из одной ветви термоэлемента, переходят в новое состояние с более высокой энергией. Повышение энергии электронов происходит за счет кинетической энергии, отбираемой из атомов ветвей термоэлемента в местах их сопряжения.

При обратном направлении движения тока электроны, переходя на более низкий энергетический уровень, ожидают избыточную энергию атомам кристаллической решетки, нагревая спай термоэлемента.









Дата добавления: 2015-05-16; просмотров: 1134;


Поиск по сайту:

При помощи поиска вы сможете найти нужную вам информацию.

Поделитесь с друзьями:

Если вам перенёс пользу информационный материал, или помог в учебе – поделитесь этим сайтом с друзьями и знакомыми.
helpiks.org - Хелпикс.Орг - 2014-2024 год. Материал сайта представляется для ознакомительного и учебного использования. | Поддержка
Генерация страницы за: 0.004 сек.