Партнеры
Вход в систему
Яндекс.Метрика
on-line
Сейчас на сайте 0 пользователей и 5 гостей.

Как вихрь разделяет холодный и горячий воздух.

343. Если в боковой отросток вихревой трубки (рис.) подавать сжатый воздух (скажем, при комнатной температуре), то из одного конца трубки будет выходить воздух с температурой до 200 °С, а из противоположного − с температурой до −50 °С. Внутри трубки нет ни нагревателей, ни холодильников − она представляет собой просто цилиндрическую полость, которая в центре перекрыта диском с дырочкой посередине и с одной стороны закрыта клапаном. Как такое простое устройство позволяет получить столь значительную разность температур? Уж не сидит ли там какой-нибудь «крошечный человечек», который лихорадочно разделяет комнатный воздух на холодный и горячий?

Ответ:
 Вначале охлаждение воздуха происходит из-за его расширения при входе в трубку. У входного отверстия трубки образуется вихрь, скорость воздуха в котором у оси трубки больше, чем у стенок. По мере того как воздушный поток движется по спирали внутри трубки, распределение скоростей по ширине трубки становится более однородным, так как воздух в центре при вязком взаимодействии совершает работу над воздухом, прилегающим к стенкам трубки.
 В результате наружный слой воздуха, приближаясь к отверстию, из которого выходит горячий воздух, согревается. Центральная часть вихря, расширяясь и соответственно охлаждаясь после прохождения диафрагмы, движется по направлению к отверстию для выхода холодного воздуха. Таким образом, увеличение температуры в наружном слое вихря обусловлено работой, совершаемой вязкими силами при ускорении этого слоя. Уменьшение температуры в центральной части вихря вызвано расширением воздуха, движущегося в противоположном направлении.

Смотрите еще