Удивительные свойства вихря были отмечены и описаны еще 150
лет назад английским ученым Джорджем Стоксом.
Работая над совершенствованием циклонов для очистки газов от
пыли, французский
инженер Джозеф Ранке
заметил, что струя газа,
выходящая из центра
циклона, имеет более низкую температуру, чем исходный газ,
подаваемый в
циклон. Уже в конце 1931 г. Ранке подаёт заявку на
изобретенное устройство, названное им "вихревой трубой". Но
получить патент ему удаётся только в 1934 г., и то не на
родине, а в Америке (Патент США № 1952281).
Французские же учёные тогда с недоверием отнеслись к этому
изобретению и высмеяли
доклад Ж. Ранке, сделанный в 1933 г. на заседании
Французского физического общества. По мнению этих учёных,
работа вихревой трубы, в которой происходило разделение
подаваемого в неё воздуха на горячий и холодный потоки,
противоречила законам термодинамики. Тем не менее, вихревая
труба работала и позже нашла широкое применение во многих
областях техники, в основном
для получения холода.
Не зная об опытах Ранке, в 1937 г. советский ученый К.
Страхович, в курсе лекций по прикладной газодинамике
теоретически доказывал, что во вращающихся потоках газа
должны возникать разности температур.
Интересны работы ленинградца В. Е. Финько, который обратил
внимание на ряд
парадоксов вихревой трубы, разрабатывая вихревой охладитель
газов для
получения сверхнизких температур. Он объяснил процесс
нагрева газа в пристеночной
области вихревой трубы "механизмом волнового расширения и
сжатия газа" и обнаружил инфракрасное излучение газа из ее
осевой области, имеющее полосовой спектр.
Законченной и
непротиворечивой теории вихревой трубы до сих пор не
существует, несмотря на простоту этого устройства. "На
пальцах" же объясняют, что при раскручивании газа в вихревой
трубе он под действием центробежных сил сжимается у стенок
трубы, в результате чего нагревается тут, как нагревается
при сжатии в насосе. А в осевой зоне трубы, наоборот, газ
испытывает разрежение, и тут он охлаждается,
расширяясь. Выводя газ
из пристеночной зоны через одно отверстие,, а из осевой -
через другое,
достигают разделения исходного потока газа на горячий и
холодный потоки.
Уже после второй мировой войны -
в 1946 г,
немецкий физик Роберт Хильш значительно улучшил
эффективность вихревой «трубки Ранка». Однако невозможность
теоретического обоснования вихревых эффектов отложила
техническое применение открытия Ранка-Хильша на десятилетия.
Основной вклад в развитие основ вихревой теории в нашей
стране в конце 50-х — начале 60-х годов прошлого столетия
внес профессор Александр Меркулов. Парадокс, но до Меркулова
никому и в голову не приходило запустить в «трубку Ранка»
жидкость. А произошло следующее: при прохождении жидкости
через «улитку» она быстро нагревалась с аномально высокой
эффективностью (коэффициент преобразования энергии — около
100%). И опять же полного теоретического обоснования А.
Меркулов дать не смог, и до практического применения дело не
дошло. Лишь в начале 90-х годов прошлого века появились
первые конструктивные решения применения жидкостного
теплогенератора, работающего на основе вихревого эффекта.
***При копировании материалов с сайта,
гиперссылка на наш сайт обязательна
Все материалы только для
ознакомления. Претензии не принимаются.
