王舒，余晓明，方文敏

（200093 上海市 上海理工大学 能源与动力工程学院）

0 引言

由于涡流管具有结构紧凑、占用空间小等优点，在许多特殊场合都有着其它制冷设备无可比拟的优点。随着全球绿色环保要求的提高，如何提高能源的利用率在制冷研究中备受推崇。关于涡流管的原理与应用和研究涡流管运行的最佳工况是科研人员目前的研究方向。

如Fulton[1]等所述，气体在涡流管的中心区域和外围区域之间存在内部摩擦，并且在喷出涡流管之前，外部气体会损失内能获得更多的动能，因此，外围区域产生温度更高的气体。中心区域气体损失动能，从而在中心区域产生较低温度的气体。Parulekar[2]等提出，导致能量分离的原因是壁面和涡流管气流之间的摩擦。由于模型中包含了大量难以获得或求解的湍流参数，因此，湍流模型和摩擦模型是不全面的。除上述之外，这些模型大都基于理想化的假设，并且没有考虑几何效应，限制了这些模型的通用性。Bazgir[3]等通过数值分析与实验数据相结合得出，涡流管内的能量分离是由压力损失直接引起的，随着压力损失的增大而增大。同时，压力损失增大了冷热出口的总温差。与冷端出口能量分离随冷流率的线性增加相反，热端出口能量分离先略有增加后逐渐减小。曹勇[4]等利用热力学第一、第二定律，采用嫡产分析方法建立了涡流管的热力学数学模型，推导出满足涡流管产生预想温差的最小压比，分析了涡流管制冷效率低的原因。……