知识点：涡流管制冷

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涡流管制冷首先是由法国人兰克(Ranque)提出的。他在1933年发明一种装置，可以使压缩气体产生涡流，并将气流分成冷、热两部分，该装置称为涡流管，又叫兰克管。这种制冷方法称为涡流管制冷。涡流管装置的结构如图2-5所示。它由喷嘴、涡流室、孔板、管子和控制阀组成。涡流室将管子分为冷端、热端两部分。喷嘴沿涡流室切向布置，孔板在涡流室与冷端管子之间，热端管子出口处装控制阀。管外为大气。 

经过压缩并冷却到常温的气体(通常是空气，也可以是C02，N2等其他气体)进入喷嘴，在喷嘴中膨胀并加速到音速，从切线方向射入涡流室，形成自由涡流。自由涡流的旋转角速度离中心越近就越大。由于角速度不同，在环形气流的层与层之间产生摩擦，内层气体失去能量，从孔板流出时具有较低的温度；外层气体吸收能量，动能增加，又因为与管壁摩擦，将部分动能变成热能，使得从控制阀流出的气体具有较高的温度。由此可见，涡流管可以同时获得冷、热两种效应。用控制阀控制热端管子中气体的压力，从而控制冷、热两股气流的流量及温度。只有在阀部分开启时，才出现冷、热分流现象。 

涡流管工作原理的定性解释比较清楚，但由于管内气流之间的传导和对流情况比较复杂，故对冷、热端温度进行定量的理论计算尚有困难。实验表明，当高压气体为常温时，冷气流的温度可达-10℃～-50℃，热端温度可达100～130℃。 

涡流管制冷的主要缺点是：效率太低、气流噪声大。但它结构简单、维护方便、启动快，使用灵活，因而常用在有高压气源或易于低价获得高压气体的场合。 

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