喷嘴流道数对涡流管能量分离特性影响的研究

以压缩空气为工作介质,对涡流管能量分离特性进行了实验研究,获得了涡流管制冷、制热效应随喷嘴流道数、冷端流率之间的关系,研究结果表明,喷嘴流道数越多,涡流管的制冷越好,且获得最大制冷效应时的冷端流率有增大的趋势;喷嘴流道数对涡流管制热效应的影响没有对制冷效应的影响明显.     

涡流管制冷试验分析

通过大量试验并结合分为三种流动情况,外旋流压缩,中间分界面,内旋流膨胀过程.内旋流膨胀是涡流管制冷的原因,而热管的热传递是涡流管主要的能量.     

压力对涡流管性能影响的实验研究

采用自行设计的涡流管，并以空气作为工作介质，通过实验研究了在保持膨胀比不变的情况下，不同进口压力对涡流管性能的影响。实验结果表明：对于常温涡流管，在较小的膨胀比下，进口压力的改变对涡流管的制冷性能没有显著的影响；随着膨胀比的增加，进口压力的改变对涡流管制冷性能的影响也变得越来越显著。膨胀比为3时，进口压力的增加基本不影响涡流管的制冷性能，而膨胀比为6时，随着进口压力的增加，涡流管的制冷性能显著提高。     

涡流管制冷分析

对涡流管制冷本质并进行相关的试验研究,进行理论分析,以及对四流道喷嘴涡流管的速度和温度分布进行数值模拟,结果表明:涡流管内实际流场由轴向,径向和漩涡运动组成,其流动形态在轴向上为阿基米德螺线,在横截面上为强制涡—自由涡的模型;管内流体能量的分离主要发生在涡流室区域附近,且气体从喷嘴出来后有少量直接进入冷端孔与冷气流混合,从而影响涡流管制冷效率。     

涡流管内温度分布试验研究

涡流管内气体能量分离过程的突出表现是温度沿轴向、径向的分布,因而获得管内温度场分布是揭示涡流管内气体能量分离物理机制的首要问题和关键问题.根据管内三维强旋转流场特点,设计涡流管测温方案,利用自制微型热电偶对其内部温度场进行试验测量,获得了不同冷气流率条件下的温度场分布特性.研究表明:所制作的微型热电偶能够满足试验要求,试验结果能够很好地反映涡流管内温度场的分布规律,从而为进一步深入研究涡流管的能量分离机理创造条件.     

涡流管制冷的实验研究

通过对一涡流管制冷装置的实验研究，获得了涡流管制冷性能和入口气流状态，涡流室形状间的关系，提出了深入研究的方向。     

小流量涡流管热端加湿制冷系统实验研究

针对一种小流量涡流管加湿制冷系统进行了实验研究，得出了涡流管制冷系统不同入口压力下无加湿系统和有加湿系统的绝热效率曲线，指出也需要解决的关键技术问题。实验表明，有加湿系统可以大大提高涡流管的绝热效率。     

涡流管类比逆流换热器方法的研究

结合Scheper，Lewins和Bejan的理论模型，对涡流管类比逆流换热器模型进行了深入地分析，得出了冷流分量对温度分离效应的函数关系式，为了解涡流管机理和实验中强化涡流管温度分离效应提供了理论依据。     

小管径涡流管三维数值模拟及热力学过程分析

为了探究小管径涡流管的工作机制,建立了其内流场的三维数值计算模型,并采用Standard k-ε湍流模型进行了数值模拟。根据数值计算所得结果,结合工质的流动特点,将其内部流动过程分为三个特征区域,分析各区域所得相关物理量的分布情况,给出了小管径涡流管工作过程中工质的热力学变化过程,同时通过对比实验和模拟所得的出入口数据,验证了所用数值模拟方法的可行性。以此对小管径涡流管工质及温度的分离现象做出一定解释。     

基于AT89C52单片机的涡流管控制系统

介绍了基于AT89C52单片机的涡流管控制系统的设计，包括系统硬件和软件的设计。在系统中，对单片机编程实现了四相步进电机的转向及定位控制，再由步进电机驱动涡流管热端阀改变其开度，从而达到控制涡流管冷流率及出口温度的目的。     

Experimental and Numerical Studies in a Vortex Tube

The present investigation deals with the study of the internal flow phenomena of the counter flow type vortex tube using experimental testing and numerical simulation. Visualization was carried out using the surface tracing method, injecting dye on the vortex tube wall using a needle. Vortex tube is made of acrylic to visualize the surface particle tracing and the input air pressure was varied from 0.1 MPa to 0.3 MPa. The experimentally visualized results on the tube show that there is an apparent sudden changing of the trajectory on the vortex tube wall which was observed in every experimental test case. This may indicate the stagnation position of the vortex flow. The visualized stagnation position moves towards the vortex generator with increase in cold flow ratio and input pressure. Three-dimensional computational study is also conducted to obtain more detailed flow information in the vortex tube. Calculated total pressure, static pressure and total temperature distributions in the vortex tube were in good agreement with the experimental data. The computational particle trace on the vortex tube wall is very similar to that observed in experiments.     

螺旋扭曲扁管换热器的研究进展与工业应用

根据对流传热的场协同理论和螺旋扭曲扁管换热器的特殊结构,深入分析了螺旋扭曲扁管换热器的综合性能。回顾了螺旋扭曲扁管换热器在国内外研究进展情况,并对影响其综合性能的各影响因素进行了讨论,同时介绍了螺旋扭曲扁管换热器国内外工业应用实例。并对螺旋扭曲扁管换热器的进一步研究进行了展望。     

涡旋压缩机涡旋盘数控加工研究

介绍了范成法加工涡旋压缩机涡旋盘的原理、范成法加工的技术要点及生产应用。