Инверсный Вихревой Эффект
В ходе экспериментальных работ с распространением сверхзвуковых аксиально-радиальных волн детонационного горения в вихревых трубках обнаружен весьма любопытный, можно назвать – обратный вихревой эффект классике Ранка – Хилша.
Эффект заключается в строго противоположном нагреве внутреннего потока и охлаждении наружного потока. Обеспечивается за счёт формирования двух высокоскоростных высокотемпературных вихревых противотоков путём распространении периодически следующих друг за другом волн детонационного горения и сжатия.
В прямоточную вихревой трубу классического исполнения тангенциально вводятся периодически следующие друг за другом волны детонационного горения, от одного или нескольких источников.
В вихревой трубе формируются два авто волновых высокоскоростных высокотемпературных вихревых противотока следующих друг за другом волн детонационного горения и сжатия.
Фронт каждой волны детонационного горения имеет температуру 1500-2000 градусов, сверхвысокое давление и скорость распространения порядка 2000 м/сек. Наружный вихревой поток имеет температуру уровня 1000 градусов и скорость уровня сверхзвука. Внутренний вихревой поток имеет температуру уровня 3000 градусов и скорость уровня сверхзвука.
Таким образом обеспечивается локализация одного высокотемпературного вихревого потока внутри второго относительно холодного внешнего вихревого потока. В этом случае решается задача с выбором конструкционных материалов.
Как это работает
Первоначально предполагалось, что проявление эффекта обеспечивается за счёт аксиально-тангенциального высокоскоростного распространения периодически следующих друг за другом волн детонационного горения и сжатия, которые формируют два соосных вихревых противотока.
На основании многочисленных экспериментов по вихревому температурному разделению, можно заявить, что при формировании на начальной стадии двух коаксиальных вихревых противотоков в вихревой трубе температурного разделения нет!!!.
Формирующиеся два вихревых противотока температурно нейтральны!!!.
Какому потоку быть холодным, а какому горячим определяется тем, какая первичная температура теплообмена подводится к внешнему вихревому потоку по отношению к температуре самого потока.
Рассмотрим два варианта формирования вихревых противотоков:
Тангенциальный ввод газа под давлением с его расширением (классика).
При классическом истечении сжатого воздуха в вихревую трубу его температура уменьшается. При этом стенки вихревой трубы имеют большую температуру. Теплообмен от стенок вихревой трубы повышает температуру внешнего вихревого потока совсем не значительно. Этого вполне достаточно для начала полноценного проявления вихревого терморазделительного