Устройство для получения тепла и холода - SU1725040A1

Чертежи

Описание

Изобретение относится к холодильной технике и может быть использовано для получения тепла и холода, например, в медицине .

Известно устройство для получения тепла и холода, содержащее сопло, соосно которому расположена приемная трубка, открытая со стороны сопла и заглушенная с противоположной стороны.

Недостатком данного устройства является его низкая термодинамическая эффективность , обусловленная тем , что большая часть выделяющегося в трубке тепла поступает обратно в расширенный поток газа, что приводит к слабому нагреву заглушенного конца трубки.

Известно также устройство для получения тепла и холода, содержащее сопло, соосно которому расположена приемная трубка , открытая со стороны сопла.

Недостатком известного устройства также является его низкая термодинамическая эффективность, обусловленная недостаточно большой амплитудой колебаний газа и, как следствие этого, малой величиной отводимого тепла.

Цель изобретения - повышение термодинамической эффективности.

Для этого устройство для получения тепла и холода, содержащее сопло, соосно которому расположена приемная трубка, открытая со стороны сопла, дополнительно содержит закрепленный посредством кольцевой заглушки к приемной трубке открытый полый корпус с размещенным в нем соосно соплу патрубком входа, на наружной

VI

ю ел

g

о

поверхности которого коаксиально корпусу установлен по крайней мере один стакан, направленный открытым торцом в сторону приемной трубки и снабжённый на внутренней поверхности радиальными ребрами, контактирующими с наружной поверхностью патрубка входа, который подключен к соплу, причем стакан выполнен в виде резонатора , настроенного на подавление соответствующей гармоники пульсаций, кроме того, в открытом.торце стакана установлена трубная решетка, при этом между трубной решеткой и основанием стакана размещена трубчатка.

На фиг.1 представлена схема устройст- ва для получения тепла и холода; на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1.

Устройство содержит сопло 1, соосно которому расположена приемная трубка 2, соединенная с корпусом 3 посредством кольцевой заглушки 4. Патрубок 5 входа соединен с соплом 1 и расположен в корпусе 3 соосно соплу 1 и приемной трубке 2. На наружной поверхности патрубка 5 входа установлен стакан 6 коаксиально корпусу 3 с образованием кольцевой полости 7, в которой установлены радиально направленные ребра 8.

Отношение диаметра корпуса 3 к диаметру сопла 1 должно быть определено за- висимостью

где DK - диаметр корпуса 3;

DC - диаметр сопла 1;

PC -давление на входе в сопло 1;

Рк - давление расширенного газа в корпусе 3.

Глубина стакана 6 может быть опреде- лена по формуле

Ц

2л+1

где U - длина 1-го стакана;

с - скорость звука в газе;

TK- частота К-ой гармоники пульсаций;

п 0, 1, 3 ... - целое положительное число.

В кольцевой полости 7 в ее открытом торце установлена трубная решетка (не показана ), причем между этой решеткой и основанием стакана в кольцевой полости 7 может быть размещена трубчатка.

Устройство работает следующим образом .

Из источника сжатого газа по патрубку 5 входа газ поступает в сопло 1. Струя газа

5 0

5

0 5

0

5

0

5

0

5

из сопла 1 натекает на устье приемной трубки 2, заполняя ее, что вызывает появление ударных волн в последней. Ударная волна распространяется по приемной трубке 2 в направлении закрытого ее торца, отражается от него и совершает обратное движение и, покидая присопловую зону, большая часть этого потока попадает в кольцевую полость 7 стакана 6, а меньшая часть этого потока, минуя кольцевую полость 7, проходит по неперекрытому сечению корпуса 3. При движении ударной волны происходит сильный нагрев газа, находящегося в приемной трубке 2, причем нагрев тем интенсивней , чем ближе до закрытого торца приемной трубки 2. Ударная волна, покидая эту трубку, отражается от ее открытого конца волной разрежения. На этом фаза затекания газа в приемную трубку 2 сменяется фазой истечения из нее, когда потоки газа из сопла 1 и приемной трубки 2 одновременно истекают из устройства. Затем цикл повторяется .

Кольцевые полости 7 по своей сути представляет собой четвертьволновые резонаторы , построенные на гармонике колебаний газа в приемной трубке 2. Благодаря этому кольцевые полости 7 и приемная трубка 2 образуют систему сильно связанных в акустическом отношении резонаторов, Наличие резонирующих полостей позволяет увеличить амплитуду колебаний газа в приемной трубке 2 и те самым увеличить с одной стороны тепловыделения в ней и температуру разогрева, а с другой стороны - увеличить охлаждение расширенного газа , что повышает термодинамическую эффективность устройства.

Другая функция полостей 7 состоит в том, что они поглощают часть энергии пульсаций в расширенном потоке и тем самым уменьшается акустическое извлечение на выходе устройства.

Радиальные ребра 8 позволяют устранить в кольцевых полостях 7 кольцевые моды колебаний. Использование трубной решетки на входе в стакан 6 и трубчатки увеличивает поглощение энергии в полостях 7 и делают их работу более эффективной в плане поглощения излучаемой акустической энергии.

Форму л а изо бретен и я

1. Устройство для получения тепла и холода , содержащее сопло, соосно которому расположена приемная трубка, открытая со стороны сопла, о т л ичающееся тем, что, с целью повышения термодинамической эффективности, оно дополнительно содержит закрепленный посредством кольцевой заглушки к приемной трубке открытый полый корпусе размещенным в нем соосно соплу патрубком входа, на наружной поверхности которого коаксиально корпусу установлены по крайней мере один стакан, направленный открытым торцом в сторону приемной трубки и снабженный на внутренней поверхности радиальными ребрами, контактирующими с наружной поверхностью патрубка входа, который подключен к

0

соплу, причем стакан выполнен в виде резонатора , настроенного на подавление соответствующей гармоники пульсаций.

2.Устройство по п.1. о т л и ч а ю щ е е- с я тем, что в открытом торце стакана установлена трубная решетка.

3,Устройство по пп.1 и 2, отличающее с я тем, что между трубной решеткой и основанием стакана размещена трубчатка .

Реферат

Изобретение относится к холодильной технике и м.б. использовано для получения холода и тепла высокотемпературного уровня , например, в медицине. Цель изобретения - повышение термодинамической эффективности. Устройство снабжено корпусом 3, закрепленным посредством кольцевой заглушки 4 на приемной трубке 2. Сопло 1 соединено с патрубком 5 входа, на наружной поверхности которого размещен по крайней мере один стакан 6 с образованием кольцевой полости 7, причем стакан 6 открытым торцом направлен в сторону приемной трубки 2. В кольцевой полости 7 установлены радиальные ребра 8. Отношение диаметра корпуса 3 к диаметру сопла 1 определяется соотношением DK/DC 3 Ро/Рк, где DK - диаметр корпуса 3; Dc - диаметр сопла 1; Рс - давление на входе в сопло 1; РК- давление расширенного газа в корпусе 3. Кроме того, стакан 6 выполнен в виде резонатора, настроенного на подавление соответствующей гармоники пульсаций . 2 з.п. ф-лы, 2 ил. e Ё

Формула