Расширение сжатого газа в вихревой трубе (Эффект Ранка – Хилша)

µ<0,5 (обычно)

Рисунок 102. Вихревая труба Ранка-Хилша.

Сжатый газ, проходя через улитку расширяется; при этом в завихрённом потоке возникает температурное расслоение различных частей газа. В результате этого из вихревой трубы выходят два потока:1) имеет температуру более горячую, чем входящий поток; 2) имеет температуру более холодную, чем входящий поток;

Рисунок 103. Вихревое расширение.

Несмотря на отсутствие теории налажен массовый выпуск вихревых труб (большей частью для высокотемпературных областей).

Вихревая труба характеризуется эффективностью по сравнению с изоэнтропным расширением.

Рисунок 105. Сравнение вихревого расширения с изоэнтропным.

Эффективность вихревой трубы обычно не превышает 0,2.

Волновые криогенераторы

Газ высокого давления подаётся через сужающееся устройство, в котором возникает звуковая скорость. После этого происходит стоящая звуковая волна, один конец которой возникает при более низкой температуре, другой – при более высокой.

Рисунок 106. Волновой криогенератор.

В дальнейшем развитии волновых криогенераторов был использован эллипсоидный резонатор.

Рисунок 107. Эллипсоидный криогенератор.