涡流管制冷到底是怎么制冷的

涡流管制冷是利用涡流管的作用，使高速气流产生涡流，将冷热气流分开，利用冷气流获得制冷的方法。

涡流管制冷开发与应用

Ranque是第一个研究涡流管的人。在早期的研究中，他认为内旋气流的绝热膨胀过程和外旋气流的绝热压缩过程是产生涡流管能量分离效应的原因。根本原因。Hilsch 认为，能量分离的原因还应该包括外层旋风层之间的粘性摩擦效应。

涡流管无任何活动部件，启动时间短，结构简单，只需压缩空气，在对制冷或制热有特殊要求的领域具有非常广阔的应用前景。其中，不是电力驱动，而是压缩气体驱动，特别适用于矿山。目前，我国煤矿热害问题日益突出。涡流管制冷系统与地下气动风机相结合，可以为地下局部冷却提供替代方案。一些企业的矿用气动风机采用井下0.6MPa的压缩空气驱动。气动风机气动马达所需的工作压力为0.2 MPa。目前，0.6的压力降低到< @0.2MPa 由减压阀控制。如果将这部分压力用于制冷能源，就可以获得一石二鸟的效果。

充分认识涡流管内部流场及其温度场，对于揭示涡流管内部深层物理机制具有重要意义。然而，涡流管的内部能量分离现象极为复杂，目前还没有精确的理论来解释其能量分离机制。理论分析是必要的。近年来，计算流体动力学在各种流场和温度场的数值模拟中得到了广泛的应用。利用数值模拟方法，可以更系统、更深入地研究涡流管中的复杂流动和能量分离效应。.

涡流管冷却的工作原理

涡流管主要由喷嘴、涡流室、冷端管、热端管和热端调节阀组成（如图1所示）。制冷过程的温度熵图如图2所示。

图中，p0、p1、p2分别为环境大气压、喷嘴出口压力、空压机出口压力，ΔT1为实际温降，ΔT2为理论最大温降。1-2-3-4-1为理想涡流管制冷循环，其面积为理想涡流管制冷量。环境空气进入空压机进行等温压缩，然后通过喷嘴的节流过程进入。涡流管绝热膨胀并最终离开热端和冷端管道。

图中，2-3'为实际的喷嘴节流冷却过程。在此过程中，摩擦和其他损失会增加焓值。3'-4'是涡流室内实际的气体膨胀和冷却过程。膨胀效率介于绝热膨胀和绝热脱气之间。其间，焓降低，一部分转化为气体的驱动功，因此其制冷效率始终高于理想节流等焓过程。1-2-3'-4'-1为实际涡流管制冷循环，其面积为实际涡流管制冷量。2-5为等焓线，1-2-5过程为仅使用空压机出口气体的节流制冷循环的制冷量。

涡流管常用气体及其特性

常用气体：

常用的气体有空气、二氧化碳、氮气等。高压气体在常温下，冷气流温度可达-10~-50℃，热气流温度可达-10~-50℃。达到100~130°C。

涡流管 的特点：

产生的冷空气可以低至-46°C，并且没有运动部件

1.成本低，免维护

2.温度从 -50°F 到 260°F（-46° 到 +127°C）

3.流速从 1 到 100 SCFM（28 到 4248 SLPM）

4.最大制冷量可达6000 Btu/hr。(1512 大卡/小时)

5.采用高强度不锈钢制造，耐腐蚀、耐氧化、耐高温

6.没有电，没有化学物质，没有火花

7.体积小、重量轻、防撞

8.快速产生空调，可通过阀门快速调节

总结

(1)涡流管总的制冷量总是高于单用节流效果冷却的冷却效率；

(2)涡流管实际流场由轴向、径向和涡流运动组成，其流动形态为轴向阿基米德螺旋，截面为强迫涡——自由涡模型；

(3)涡流管流体能量的分离主要发生在涡室区域附近，少量气体在离开喷嘴后直接进入冷端孔与冷气流混合，从而影响涡流管制冷效果。

关键词：  涡流管  气刀  MQL微量润滑  除静电离子气刀

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