王宗勇 丁 帆 孟辉波 丁桂彬

(沈阳化工大学 机械与动力工程学院，沈阳 110020)

引 言

涡流管是一种结构简单、无运动构件的能量分离装置，因具有操作简单、工作性能安全稳定、冷热范围大、性价比高等特点而被广泛应用于化学、制冷、加工、真空、生物医学等诸多领域。

自涡流现象被发现以来，提高涡流管的制冷及制热性能就成为各国科学家研究的主题。尽管目前国内外对于涡流管内部能量分离机理还没有得到统一的结论，但这并不影响对涡流管内部工作性能的研究分析。龚迪澜等[1]通过实验分析分别从膨胀比、节流阀开度和进气温度的角度研究了涡流管的制冷和制热温度效应以及冷流率的变化规律，结果表明在相同的节流阀开度下，随着进气温度的升高，涡流管的制冷和制热温度效应、总制冷量均增大，而冷流率先升高后降低，进气温度每增加20 K，制冷温度效应平均增幅约为12%，制热温度效应平均增幅为5%。曹勇[2]通过实验对常温(288 K)和低温(240 K)下的冷流率、入口压力、工质种类等涡流管特性进行研究，发现常温和低温下涡流管的冷端温差和冷流率的变化趋势基本相同，但是在相同的入口压力、喷嘴等条件下，低温下的冷端温差比常温下的冷端温差大。Devade等[3]通过实验研究了冷孔直径、长径比和出口阀角度对涡流管制冷和制热性能的影响。Berber等[4]基于rule-based Mamdani-type fuzzy建模技术，通过实验研究了逆流涡流管的制冷和制热性能，发现冷流率的增加是由于冷气流质量流量的增加和热气流质量流量的减少。……