Модератор: Сухов

Вихревая труба Ранке (далее труба Ранке) на сегодняшний день имеет множество конструкций и отраслей применения. Однако я нигде не нашел информации о том, чтобы ее использовали на транспорте для кондиционирования воздуха в салоне. Возможно, препятствием этому является ее достаточно высокая энергоемкость, но тем не менее я решил создать эту тему, чтоб обсудить все ЗА и ПРОТИВ.
На одном старом форуме я наткнулся на попытки обсуждения трубы Ранке в данном применении, однако развития оно не получило, уперевшись в выбор нагнетателя.
И здесь вопрос - а нужен ли нагнетатель? У нас есть выпускная система, которая способна дать как приличный объем газа, так и его достаточное давление. К чему ставить турбокомпрессор на выпускной коллектор, чтобы им крутить нагнетатель для питания трубы Ранке - не проще ли попробовать охладить отработанный газ и запустить его в трубу напрямую? Холодный или горячий поток затем пустить в теплообменник и использовать по назначению, на охлаждение или обогрев. Отработанный газ, как и положено, выбрасывать наружу.
Хотелось бы задать вопрос тем, кто сталкивался с данными девайсами. На каком минимальном давлении и расходе газа они начинают работать, существуют ли трубы Ранке низкого давления и какова зависимость их эффективности от размеров и проходных сечений.

видел видео на ютубе как кадр делал трубку длинной сантиметров 30 и гонял через нее воздух компутерным куллером... получилась хрень... а вообще где-то видел толковый мучебник по расчетам трубок ранка... найду выложу...

собственно вот

Я тоже смотрел это видео - результат был предсказуем заранее - давление в лучшем случае 5 сотых атмосферы и никакой воздушный поток. Выпуск авто совсем другое дело, здесь поршневая система, соответственно серьезный поток газа (для полуторалитрового двигла при 2100 об/мин около 50 м3 в минуту)с определенным давлением. Есть, правда, один момент - сильно ограничивать отток отработанных газов не рекомендуется, так как снижается эффективность вентиляции цилиндров и растет температура, что чревато прогаром поршней и клапанов.

ну тут сам понимаешь... что будет если на жигу прикрутишь глушак от мерина... жигулик просто не заведется, не хватит мощи протолкнуть выхлоп через камеры. 😶
в случае трубки ранка тоже не все так красиво выхлоп температура градсов под 800 гоняй через трубку ранка не гоняй... один хрен горячо будит...

Спасибо за ссылку, однако вряд-ли мне от нее будет толк. Я практик, если что, а высшая математика для меня темный лес, последний раз я нечто подобное считал, когда еще учился - лет 40 назад. Естественно, все забылось, а влазить в эти дебри снова уже поздно...

имхо... но иногда проще поломать голову, чем лепить завдомо не живую хрень... тем более что можно поискать и более ранние источники, находил от 75 года тоже решебник по трубкам ранка... не взлетело, хотя на жигах вроде эксы ставили...

Откуда там 800? Я же не говорю, что трубу нужно ставить сразу на выпускной коллектор. После глушителя температура уже вполне приемлема, а если поставить еще и доп. охлаждение (типа воздушного радиатора на днище), то температура будет в норме. Что касается сопротивления выхлопу, то та же турбина для турбонаддува также имеет нехилое сопротивление. Просто ее, как, впрочем и трубу Ранке не следует включать в систему при старте двигателя, работать и то и другое должно при выходе двигателя на определенный режим.

Собственно, я создавал тему именно из того расчета, что подтянется кто-то из физиков и теоретиков. Если бы я сам смог все просчитать и отмоделировать, то потребности в форуме не было бы - я бы сам дал себе ответы на поставленные вопросы.

попробуй это посмотреть... может они приводят к простым формулам в конце...
тут

Спасибо, посмотрю. Статья довольно объемная, тем более с практическими выкладками. Может, что-то ценное почерпну.

Делали такую штуку, давно правда уже. Выхлопные газы это в основном вода по весу.
Вот она и конденсируется и уносит всю энергию. То есть охладитель не получишь на выхлопных газах. Осушитель получается из такой трубки. Но дорого. Вода идет с примесями кислот, сталь должна быть очень специфической. Не просто нержавейка.
Тем более не китайская.

Вода в выхлопе безусловно присутствует, но вот то, что ее весовая часть основная, весьма сомнительно. В воздухе доля кислорода всего около 20%, по массе около 23%, а азота 78%, по массе около 76% соответственно. При сгорании углеводородного топлива помимо воды образуется углекислый газ, а также небольшое количество угарного газа и окиси азота. Собственно, в таблице все видно. Таблица, как по мне, дурноватая, так как отражает все возможные варианты выхлопа, значения выхлопа настроенного двигателя были бы более конкретные.
Ну и исходя из того, что температуры и давление не запредельные, там с успехом могут работать композитные материалы, стойкие к агрессивным средам.
Кстати, выше я писал о том, что выхлоп неплохо было бы охлаждать, в процессе этого происходила бы конденсация водяного пара Как обеспечить дренаж воды - это уже детали.
Кстати, а с чего вы взяли, что при наличии водяного пара труба перестанет работать? Мне кажется, совсем наоборот - водяной пар, как наиболее тяжелая составляющая газовой смеси в процессе вращения вихря будет стремиться к периферии с последующей эвакуацией через горячую сторону. Вместе с тем водяной пар, как самая теплоемкая составляющая, будет забирать тепло у попутных газов.
Поправьте, если я неправ.

Ошибка на ошибке и ошибкой погоняет.
Объем воздуха прокачиваемый 1,5 литрами при 2100 об/мин всего 1,5 куба, и то чисто теоретически, по факту меньше.
Что глушитель от мерина, что турбонаддув практически не оказывают сопротивления при запуске, а так же на холостых оборотах. Про повышенное относительно жигуля сопротивление глушителя мерса вообще бред.
Правильно сказал dedivan, сначала надо отбрасывать воду, и все это должно быть желательно керамическим. Чтобы что - то охлаждать эта система должна иметь очень не хилое сопротивление, так что экономии относительно обычного кондиционера не получить. Сложно, дорого.

Насчет объема - согласен, лоханулся. Насчет остального - все спорно. И турбина и глушитель оказывают сопротивление газовому потоку, иначе они бы попросту не работали. Что в первом, что во втором случае происхоит торможение и изменение направления движения газового потока, что в свою очередь приводит к выделению механической энергии в первом случае и тепловой во втором. Закон сохранения энергии никто не отменял. О воде - выше я уже описал свое видение участия водяного пара в процессе. И в двух словах объясните, зачем в этом устройстве такие материалы, как керамика? Чем это обусловлено?

Твоя табличка по весу, а по объему цифры совсем другие.
Вода тяжелее любого газа когда жидкая. А в виде пара наоборот.
Но поскольку на периферии горячая часть- то она там в виде пара.
Вот если бы вода уходила к центру и конденсировалась- тогда было бы охлаждение. А так все наоборот. Конденсированная вода тяжелая и отбрасывается на периферию. Газы по центру остаются горячими, единственно что сухими- без воды. Это полезная штука для рециркуляции в движках. Западные фирмы пользуют иногда такие вещи, но дорого получается и нестабильно.
Можно даже ничего не изобретать а взять стареньку японскую машинку с системой ЕГР.

Вообще то в таблице, если заметили, указаны объемные, а не весовые величины, и для пара в частности. И сдается мне, вы что-то путаете - поглощение тепла происходит как раз не при конденсации, а при испарении, следовательно, пар, стремясь к периферии и попутно нагреваясь еще больше (отбирая тепло) будет охлаждать газы, которые образуют холодный внутренний вихрь

По сопротивлению в газах - очень интересно посмотреть диаграмму зависимости потребляемой мощности воздушного вентилятора или пропеллера от оборотов. Подсказка - на малых скоростях ее почти нет.
Керамика гораздо терпимее к агрессивным средам а так же меньшая теплопроводность - меньше тепловые потери.

Вентилятор и турбина - суть разные вещи. Причем абсолютно разные. Опять же, к материалам. Давление до одной атмосферы, температура до 100-120 с одной и минус 5-7 с другой стороны. На фига там керамика? С этим прекрасно справится полипропилен или фторопласт. Что до потерь тепла - здесь как раз тот случай, что чем больше потеряем, тем лучше, тем больше эффективность девайса. В идеале труба должна иметь внешнее оребрение для охлаждения. Собственно, вопрос материала сейчас не стоит, там отлично будет работать большинство нержавеющих сталей, благо, состав выхлопа известен. Вопрос в другом - как построить физическую модель и определить, стоит ли это строить в "металле".

Это претензии к составителям таблички.
Поглощение тепла при конденсации - это тоже ошибка.
При испарении нужно в воду закачать тепло - это называется теплота испарения. А при конденсации она ВЫДЕЛЯЕТСЯ.
В трубке это как раз и играет отрицательную роль. По началу центр трубки охлаждается из за эффекта Ранке. Вода конденсируется и отдает тепло газам- они нагреваются Далее воду отбрасывает на периферию - там она снова испаряется и забирает тепло у горячих газов- они остывают.
Вот и получается что вода устраняет разность температур. которая создается за счет эффекта Ранке.

Да, там много кислот в выхлопных газах- там и азотная и серная и угольная и куча органических фенольных и все они жрут металл.
Говорят глушитель "прогорает" а правильнее его кислоты разъедают при высоких температурах.

Экспериментальное исследование влияния ударных волн на эффект безмашинного энергоразделения газовых потоков
[ссылка]

Не. С какой стати вода будет конденсироваться во внешнем вихре? Пар будет нагреваться еще сильнее, так как он, во первых, попадает в среду более высокого давления, а во вторых, при изменении направления потока выделяется дополнительное тепло.
Чтобы решить этот спор, попытаюсь поискать информацию о работе трубки Ранке в среде водяного пара. С другой стороны, как я думаю, режимы температуры и давления в трубке должны быть такими, чтобы не обеспечивалось состояние точки росы.

Исследование газодинамической температурной стратификации. Труба Леонтьева.
[ссылка]

ФЕМЕ, спасибо, но это из другой оперы. Те устройства работают на запредельных давлениях и объемах прокачки, да и цели иные.

У Вас нет прав отвечать в этой теме.

Форум - Торсионные генераторы - Прочие торсионные генераторы - Вихревая труба на транспорте в качестве кондиционера воздуха - Стр 1