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涡流管的操作是基于所谓的。兰克-希尔希效应 (1933)。涡流管是一种带有切向进气口的气动装置，如图 2.3.1 所示。 XNUMX.

图 2.3.1。涡流管示意图。

众所周知，在旋转粘性气流中，在存在横向速度梯度的情况下，由于切向粘性力的存在，流表面彼此相互作用。克服这些力所花费的功被转化为热量。在这种情况下，不同的射流可以具有不同的总能量储备

流动中温度梯度的存在决定了气体层之间的热交换。然而，对总能量重新分配的很大贡献属于湍流传递机制。

涡流管由圆柱形或扩散管形式的主体组成，其初始截面的直径和长度，相对于具有通道面积的入口喷嘴主体切向定位 , 隔膜孔径，位于喷嘴入口附近，锥形控制阀位于与隔膜相反的外壳末端。

涡流管中气体能量分离的强度通常根据过量气体温度的依赖性来估计 и 来自冷却流的份额。在这种情况下，

哪里 - 涡流管入口处、冷流和热流出口处的停滞温度；

и - 分别是初始气流和冷却气流的质量流量。

涡流管
图 2.3.2。 VT 出口气体的温度。

典型的实验依赖量 и 关于冷流的相对流量如图 2.3.2.(195) 所示。

通常每对曲线对应于进行实验的某些条件：涡流管入口处的气体压力与隔膜冷却流出口处的气体压力之比 , 涡流管入口处的气体温度 , 入口喷嘴的无量纲面积等等

气体的能量分离效应与阻尼涡流湍流运动的重新排列有着千丝万缕的联系，并且发生在从喷嘴入口延伸到涡流管直径一到几十倍的相当大的流动区域中。如果该区域很长，则其中发生的现象将不会由涡流管入口处的流动的详细结构决定，而应取决于表征整个流动的变量。那些。来自积分值，例如进入管道的气体的质量流量，管轴方向的动量通量、通过隔膜孔径获取的冷气体的能量流和质量流量。对于这些整体特征，需要添加一个特征尺寸——管道直径 .

需要说明的是，涡流管内的气流是发展的紊流。可以认为，从涡流管入口喷嘴流出的射流所激发的湍流水平超过了整个能量分离区域中管壁边界层中产生的湍流水平。

涡流管入口处的压力工作值可以在很宽的范围内变化；根据现有资料，涡流管在入口总压力0,5-0,7MPa下稳定工作；实验已知压力高达25MPa的气体通过VT。暖流和冷流的温度取决于入口处的初始气体温度；该图给出了流动中的温差的概念；这种差异通常持续存在。 WT 中的能量损失与高速气流与壁的摩擦有关。

因此，涡流管是获得高温（+60，+800С）和低温（-20，-400С）气流的非常方便的工具，可用于加热和制冷目的。

目前，涡流技术广泛引入工业领域：火箭发动机推力控制系统中的涡流控制阀、涡流冷却器、涡流清洁系统、气体工业中的气体脱水、气动和气体自动化需要的涡流气体处理系统。

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