Analyse von Strömungsphänomenen im Ranque-Hilsch-Wirbelrohr

Die thermische Auslegung und das Management von Wirbelrohren hat sich zu einem wichtigen Thema für die Kühlleistung in Kälte- und Klimaanlagen entwickelt, da sie kostengünstig, ohne bewegliche Teile, ohne Arbeitsaufwand und umweltfreundlich sind. Ein Wirbelrohr (VT) ist ein nützliches fluiddynamisches Gerät, das in der Lage ist, einen Gasstrom gleichzeitig in zwei Ströme aufzuteilen, die deutlich heißer und kälter sind als die Einlasstemperatur, obwohl es keine beweglichen Teile und keinen elektrischen oder chemischen Arbeitsaufwand gibt. Ziel dieses Buches ist es, eine numerische Vorhersage der Strömung und der Wärmeverteilung im Wirbelrohr durchzuführen, um mehr Informationen zu erhalten und die Auswirkungen von Parametern wie der Anzahl der Düseneinlässe (N) und des Verhältnisses von Länge zu Durchmesser (L/D) auf die Betriebseigenschaften einer Wirbelrohrkältemaschine mit gekühltem Heißrohr aufzuzeigen. Nach bestem Wissen des Autors wird eine solche numerische Untersuchung zum Einfluss der Kühlung eines Heißrohrs zum ersten Mal vorgestellt. Die höchsten und niedrigsten Temperaturdifferenzen und Wirkungsgrade weisen die Wirbelrohrkältemaschine mit und ohne gekühltes Heißrohr bei N = 4 und L/D = 47,5 bzw. N = 1 und L/D = 42,5 auf.