如果我告訴你，我可以接受普通的壓縮空氣供應(yīng)，并將其溫度降低50°F，沒有移動部件，也沒有任何類型的制冷劑或電氣連接，你可能會有點撓頭。當然，除非你被介紹過渦流管Vortex Tubes。在 EXAIR 產(chǎn)品線中，我zui喜歡的產(chǎn)品 Vortex Tube 就是這樣做的。渦流管以普通的壓縮空氣供應(yīng)作為動力源，沒有移動部件，將氣流轉(zhuǎn)換為從管的兩端流流出的冷熱流。這里不涉及魔法，巫術(shù)或巫術(shù)。只是物理！

渦流管很有趣。我們可以只用壓縮空氣和渦流管來獲得這種極端寒冷或炎熱的空氣。我們可以通過轉(zhuǎn)動螺釘非常輕松地調(diào)整溫度。在我們深入研究如何為您的應(yīng)用調(diào)整和獲得合適的溫度之前，讓我分享一下Vortex Tube的工作原理圖：

渦流管原理的獨特物理現(xiàn)象可立即產(chǎn)生冷空氣，并根據(jù)需要長時間或短時間產(chǎn)生冷空氣。

該理論始于19世紀與著名物理學家和數(shù)學家詹姆斯·克拉克·麥克斯韋。他認為，由于熱涉及分子的運動，因此有可能創(chuàng)造一種裝置，可以在“友好的小惡魔”的幫助下分配沒有移動部件的冷熱空氣，該惡魔將對空氣的熱分子和冷分子進行分類和分離。直到大約61年后，才在這方面取得進一步的進展。

1928年，一位名叫喬治·蘭克（George Ranque）的法國物理學學生正在對他開發(fā)的渦流型泵進行一些測試。在這次測試中，他注意到暖空氣從一端排出，而冷空氣從另一端流出。他放棄了對泵的計劃，并開始嘗試在商業(yè)上利用這種現(xiàn)象。他的生意zui終與渦流管理論一起失敗了，直到1945年，一位名叫魯?shù)婪颉は柺≧udolph Hilsch）的德國物理學家發(fā)表了一篇基于渦旋管的科學論文。

由于涉及這么多人，該管以各種不同的名稱而聞名：“Ranque Vortex Tube”，“Hilsch Tube”，“Ranque-Hilsch Tube”和（我個人zui喜歡的）“Maxwell's Demon”。多年來，它作為工業(yè)點冷卻和面板冷卻應(yīng)用的低成本，可靠和高效的方法而享有盛譽。

那么這個東西到底是如何工作的呢？事實是沒有人確切知道，但有一個普遍接受的理論可以解釋這種現(xiàn)象：

壓縮空氣被輸送到管中，在那里它通過一組與內(nèi)部沉孔相切的噴嘴。噴嘴的設(shè)計迫使空氣以渦旋運動旋轉(zhuǎn)，速度高達1，000，000 RPM。旋轉(zhuǎn)的空氣轉(zhuǎn)動90°，其中一端的閥門允許一些加熱的空氣逸出。沒有逃脫的東西，沿著內(nèi)流的管子往回走，在那里它失去熱量并通過另一端作為冷空氣排出。

兩個流都以相同的方向和相同的角速度旋轉(zhuǎn)。由于角動量守恒的原理，內(nèi)渦旋的轉(zhuǎn)速應(yīng)該增加。然而，渦流管的情況并非如此。說明這一點的zui佳方式是奧運會花樣滑冰。由于滑冰者更寬，旋轉(zhuǎn)運動要慢得多。當她減少總半徑時，速度急劇上升，旋轉(zhuǎn)得更快。

在渦旋管中，內(nèi)部渦流的速度保持不變，因為它失去了角動量。在此過程中損失的能量以從管的熱側(cè)排出的熱量的形式釋放出來。這種熱量損失允許內(nèi)部渦流冷卻，在那里它可以被管道化并應(yīng)用于各種工業(yè)應(yīng)用。

這種渦流管理論用于基本的渦流管，以及具有特定于您的應(yīng)用的附加功能的各種其他產(chǎn)品。

EXAIR 的機柜冷卻器、冷槍、可調(diào)點冷卻器、迷你冷卻器和渦流管系列都遵循相同的原理。

渦流管很有趣。我們可以只用壓縮空氣和渦流管來獲得這種極端寒冷或炎熱的空氣。我們可以通過轉(zhuǎn)動螺釘非常輕松地調(diào)整溫度。在我們深入研究如何為您的應(yīng)用調(diào)整和獲得合適的溫度之前，讓我分享一下Vortex Tube的工作原理圖：

渦流管原理的獨特物理現(xiàn)象可立即產(chǎn)生冷空氣，并根據(jù)需要長時間或短時間產(chǎn)生冷空氣。

現(xiàn)在我們已經(jīng)看到了它是如何工作的，我們需要定義如何使它適用于您的特定應(yīng)用程序！首先，我們需要設(shè)置冷分數(shù)...設(shè)置“冷分數(shù)”完全取決于您需要空氣的冷或熱。當我們談?wù)撨@個冷部分時，我們談?wù)摰氖菑臏u流管的冷側(cè)出來的冷空氣量，這也會影響冷空氣的溫度。換句話說，60%的冷部分等于從渦流管冷側(cè)出來的輸入壓縮空氣的60%。

例如，如果您向我們的中型渦流管提供80 psi，您將產(chǎn)生10到40 SCFM（取決于發(fā)電機的尺寸）。在本例中，假設(shè)您正在使用我們的 3230 渦流管，生成 30 SCFM。在80%的冷分數(shù)下，24 SCFM（30的80%）將從渦流管的冷端流出。它將在比提供的壓縮空氣溫度低50°F的溫度動。是的，這是正確的，假設(shè)您的進氣溫度為72°F，您將從渦旋管的冷端流出24 SCFM的22°F空氣。但是其他6個SCFM呢？好吧，這將以高達252°F的熱端流出。 我們必須考慮到渦流管的兩端。您可以在下面看到性能表。

EXAIR 渦流管性能圖表

讓我們再看一個同樣Vortex Tube 3230的例子。讓我們假設(shè)我們需要加熱一些東西。假設(shè)您的壓縮空氣為72°F，并且我們希望將某些東西加熱到115°F，則需要在壓縮空氣的溫度上增加43°F。我們可以在圖表中看到，通過在渦流管上提供80 psig的壓縮空氣和30%的冷分數(shù)，我們可以將43°添加到空氣溫度中。我們知道，冷端將給我們9個SCFM（占總30個SCFM的30%），它將在-110°F或-38°F動。 但是我們將在熱端達到115°F的期望溫度，但這只會在21 SCFM時。如果我們?nèi)匀恍枰叩腟CFM，我們可能需要更換發(fā)生器（如下所述）或一起增加到更大的渦流管。

從上面的性能表中可以看出，有許多方法可以達到所需的溫度，無論是熱還是冷。

調(diào)整渦流管

接下來的問題是我們?nèi)绾握{(diào)整冷部分。首先，讓我們注意，除非另有說明，否則這些總是設(shè)置在80%或接近80%的冷分數(shù)。如左圖所示，可以轉(zhuǎn)動開槽閥以調(diào)節(jié)冷分數(shù)。出于精度目的，始終建議使用溫度計將其設(shè)置在需要的地方（將溫度計插入冷空氣流中）。作為指導，您應(yīng)該輕輕地旋轉(zhuǎn)閥門，并退后1/8，1/4或1/2圈（分別用于小尺寸，中尺寸和大尺寸），以在冷餾分秤上下降約20%。

我們提供 3 種尺寸的渦流管，小型、中型和大型。每種尺寸提供 3-5 種不同的可互換尺寸發(fā)生器，總共提供 12 種庫存渦流管。發(fā)生器的大小將決定BTU /小時以及生成的SCFM。有關(guān)更多詳細信息，請參閱下表：

關(guān)于渦流管還有其他一些關(guān)鍵細節(jié)需要了解。他們不喜歡背壓?？梢韵胂?，使這些工作的魔力是旋轉(zhuǎn)內(nèi)部的發(fā)生器。如果由于背壓而減慢速度，那么，它將阻礙整個渦流管的結(jié)果。許多人的壓縮空氣系統(tǒng)上都有空氣冷卻器或加熱器，請記住，渦流管產(chǎn)生的溫度±壓縮空氣的溫度，因此了解壓縮空氣的溫度非常重要。

渦流管聲音會非常響亮。我們幾乎總是與冷消聲器、熱消聲器一起出售這些。為了使它們中的大多數(shù)保持在OSHA聲音標準之下，您將需要消聲器。zui后，與 EXAIR 的所有產(chǎn)品一樣，建議在使用點使用帶有儀表的壓力調(diào)節(jié)器。使用渦流管，如果您正在尋找準確的溫度，這是必不可少的。