Ranque - Hilshova vírová trubice
Loading...
Date
Authors
ORCID
Advisor
Referee
Mark
A
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství
Abstract
Ranque-Hilshova vírová trubice je zařízení, které přeměňuje proud plynu o vysokém tlaku na dva nízkotlaké proudy o vyšší, resp. nižší teplotě, než je teplota vstupního proudu. Z technického hlediska se jedná o zařízení velmi jednoduché konstrukce, které se vyznačuje nízkými pořizovacími náklady, vysokou odolností, trvanlivostí a bezúdržbovostí. Jeho hlavní nevýhodou je nízký topný, resp. chladicí faktor, v porovnání s konvenčními tepelnými čerpadly za pokojové teploty. V první části této práce jsou uvedeny příklady aplikací, ve kterých je výhodné použít Ranque-Hilshovu vírovou trubici namísto jiných systémů. Následně je uvedeno několik teoretických konceptů chladicích cyklů, ve kterých je využitím vírové trubice dosaženo snížení spotřeby energie. V poslední části práce je navržena nová geometrie vstupních dýz pro zvýšení chladicího faktoru a teplotní separace vírové trubice. Ta je následně experimentálně porovnána s přímými tangenciálními dýzami kruhového průřezu. Při měření je také zaznamenán průběh povrchové teploty po délce trubice.
Ranque-Hilsh vortex tube is a device that converts high pressure gas flow into two low pressure flows with higher and lower temperature, than a temperature of the inlet flow. Technically, it is a device of very simple construction, which is characterised by low initial costs, high endurance, durability and low maintenance. Its main disadvantage is low coefficient of performance, compared to conventional heat pumps at room temperature. In the first section of this paper, examples of applications where utilization of Ranque-Hilsh vortex tube is advantageous are given. Afterwards, several theoretical concepts of refrigeration cycles utilizing vortex tube to lower energy consumption are described. The final section of this thesis introduces new geometry of inlet nozzles for improving coefficient of performance of vortex tube. This geometry is then compared to straight tangential nozzles of circular cross-section. During the measurements, surface temperature of the vortex tube with respect to its length is monitored.
Ranque-Hilsh vortex tube is a device that converts high pressure gas flow into two low pressure flows with higher and lower temperature, than a temperature of the inlet flow. Technically, it is a device of very simple construction, which is characterised by low initial costs, high endurance, durability and low maintenance. Its main disadvantage is low coefficient of performance, compared to conventional heat pumps at room temperature. In the first section of this paper, examples of applications where utilization of Ranque-Hilsh vortex tube is advantageous are given. Afterwards, several theoretical concepts of refrigeration cycles utilizing vortex tube to lower energy consumption are described. The final section of this thesis introduces new geometry of inlet nozzles for improving coefficient of performance of vortex tube. This geometry is then compared to straight tangential nozzles of circular cross-section. During the measurements, surface temperature of the vortex tube with respect to its length is monitored.
Description
Keywords
Ranque-Hilshova vírová trubice, aplikace, chlazení obráběcích nástrojů, vírový ohřívač pilotního plynu, chladicí cykly, nové koncepty, zkapalňování vodíku, geometrie vstupních dýz, povrchová teplota, Ranque-Hilsh vortex tube, applications, cooling of machine tools, vortex pilot gas heater, refrigeration cycles, novel concepts, hydrogen liquefaction, inlet nozzles geometry, surface temperature
Citation
BÁBOR, L. Ranque - Hilshova vírová trubice [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství. 2016.
Document type
Document version
Date of access to the full text
Language of document
cs
Study field
Základy strojního inženýrství
Comittee
doc. Ing. Jan Fiedler, Dr. (předseda)
Ing Jiří Pospíšil, PhD (místopředseda)
Ing. Martin Lisý, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Marek Baláš, Ph.D. (člen)
Ing. Jiří Škorpík, Ph.D. (člen)
Ing. Jaroslav Pavlů, Ph.D. (člen)
Date of acceptance
2016-06-22
Defence
Result of defence
práce byla úspěšně obhájena
Document licence
Standardní licenční smlouva - přístup k plnému textu bez omezení