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涡流制冷器的研究分析及发展前景

本站 2017-10-12

涡流制冷器简称涡流管,又称兰克ー赫尔胥(Ranque—Hilsch)管、涡旋管、涡流制冷管,它是ー种结构非常简单的能量分离装置,主要由进气ロ、涡流腔、热端管,冷端管,调节阀等组成。

压缩空气首先通过涡流管喷嘴沿切线进入圆柱形的涡流腔内,使气流产生高速旋转,涡流腔位于涡流管的热端和冷端之间,并与它们相连,压缩空气进入涡流腔会使气体体积膨胀并吸热,再在涡流管中形成涡流,涡流在高速旋转的过程中分离成温度不等的两部分,边缘部分的气体集中至涡流管热端成为热气流,由涡流管的热气出口排出,中心部分即为冷气流,通过涡流管冷端的冷气出ロ排出。通过调节涡流管内的调节阀调节冷热气流比例,可以得到最佳制冷效应或制热效应。

涡流管以空气为冷媒,具有独特的制冷方式,使用过程不产生任何污染,被业界称为绿色冷源,目前已经在空调、制冷、机械加工、电气设备散热等多领域得到应用,未来的应用前景极其广。

涡流管的性能高低主要评定标准就是制冷系数(冷效比),制冷系数为制冷量与耗气量的比值,制冷量由温降与冷气量两项參数构成,所以如何提高涡流管的效率、在耗气量不变的前提下提高温降与冷气流量,成为世界范围内研究的方向。由于涡流管的制冷系数是非衡定的,只在特定的内部结构和气量參数下才会有最高的制冷系数(冷效比)。通常大部份的应用场合也都是将涡流管调整到最佳制冷系数(冷效比)后进行使用。而在最佳制冷系数时,冷风流量并不是最大值,所以很多人也通过各种方法试图在高制冷系数的前提下通过加大冷气流量来提高制冷量。

涡流管以它独特的性能吸引了众多的学者进行探讨。世界上许多国家特别是法国、德国、加拿大、俄罗斯、日本、美国、丹麦、荷兰、英国等发达国家的科研机构、大学和许多公司对涡流管进行了大量的实验研究和理论方面的研究工作,涡流管在许多工业部门得到应用,并有一些从事生产涡流管的专门厂家,如美国的AiRTX公司、Exxair公司和Vortec公司等。

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