Представлены результаты численного моделирования термодинамики закрученного потока при течении в камере энергоразделения вихревых устройств в стационарной и нестационарной постановках. Результаты расчётов подтвердили наличие прецессионного движения приосевого вихревого жгута, пуль-саций скорости, давления и температуры. Их обработка с позиции термодинамики позволила в P,v-диаграмме построить реализуемый крупномасштабными вихревыми структурами обратный цикл, осу-ществляющий основной энергоперенос от периферийных слоёв к приосевым. Выявлено подмешивание подогретых масс газа к охлаждённому потоку у торцевой поверхности диафрагмы за счёт формирующе-гося уголкового вихря. Предложено сопловой ввод сделать наклонным в виде скоса, выполненного по лемнискате Бернулли, что привело к улучшению характеристик энергоразделения на 1,5-2,0 %. Числен-ное моделирование течения в вихревом энергоразделителе и исследование нестационарных явлений, имеющих место в ВТДП, показали, что источником крупномасштабных периодических колебаний в вих-ревой трубе является прецессия вихревого ядра. Различные области потока: зона рециркуляции, вихре-вое ядро, свободная струя на выходе из щелевого диффузора -являются едиными компонентами одной колебательной системы.Вихревая труба с дополнительным потоком, энергоразделение, прецессия, приосевой и перифе-рийный вихри.
The results of investigation of heat transfer from an intensive swirling flow of gas to the lateral side of the vortex tube energy separation chamber are presented in the paper. The distribution of the heat transfer coefficient along the energy separation chamber is specified taking into account the effect of damping of the circumferential velocity component and the effect of heating of a potential peripheral whirl. Numerical calculations, the results of which are presented in this paper show the presence of a paraxial precessing vortex core and large-scale vortex structures - toroidal vortices periodically arranged on the periphery along the axis in the energy separation chamber. The dependence of the heat transfer coefficient on the value of the ratio of expansion of gas in the vortex tube, as well as changes in the temperature efficiency caused by increasing the energy separation chamber diameter is presented. It is shown that non-adiabacy has a greater effect on the thermodynamic efficiency of small-scale vortex tubes due to the increase of the relative fraction of the energy rejected from the lateral side in the form of heat.
scite is a Brooklyn-based organization that helps researchers better discover and understand research articles through Smart Citations–citations that display the context of the citation and describe whether the article provides supporting or contrasting evidence. scite is used by students and researchers from around the world and is funded in part by the National Science Foundation and the National Institute on Drug Abuse of the National Institutes of Health.