NONOSTANTE L’ APPARENTE SEMPLICITÀ COSTRUTTIVA, IL TUBO A VORTICE CONTINUA A SUSCITARE INTERESSE SCIENTIFICO, POICHÉ I MECCANISMI FISICI ALLA BASE DELLA SEPARAZIONE ENERGETICA NON SONO ANCORA COMPLETAMENTE SPIEGATI
REFRIGERAZIONE
Figura 2- Tubi a Vortice esistenti sul mercato( Reddit. it)
una riduzione del 50 % del raggio di rotazione le particelle di un vortice indotto si muovono con una velocità che è del 25 % di quella che a parità di condizioni caratterizza le particelle di un vortice libero. Quindi poiché l’ energia cinetica è proporzionale al quadrato della velocità, a parità di condizioni l’ energia cinetica posseduta dalle particelle di un vortice indotto è, per una riduzione del 50 % del raggio di rotazione, pari ad 1 / 16 di quella che possederebbero le particelle di un vortice libero; in un tubo a vortice i rimanenti 15 / 16 dell’ energia si trasferiscono sotto forma di calore nel flusso d’ aria esterno causando il riscaldamento di quest’ ultimo ed un corrispondente raffreddamento del flusso interno. Il calcolo degli incrementi e delle diminuzioni delle temperature e della quantità di energia frigorifera ottenibile da una determinata portata d’ aria complessa è semplice.
STIMA DELLA POTENZA FRIGORIFERA EROGABILE Di seguito una semplice valutazione numerica per meglio comprenderne i limiti operativi. Supponiamo di immettere in un tubo a vortice 200 kg / h di aria compressa a 7 bar, con una temperatura di 35 ° C e di aver regolato la valvola posta sull’ estemità calda in modo che il 40 % dell’ aria esca dall’ estremità fredda. Se l’ aria compressa entrante avesse una temperatura di 21 ° C( 294 K), la caduta di tale temperatura sull’ estremità fredda sarebbe di 61 K, mentre l’ incremento del suo valore sull’ e-
NONOSTANTE L’ APPARENTE SEMPLICITÀ COSTRUTTIVA, IL TUBO A VORTICE CONTINUA A SUSCITARE INTERESSE SCIENTIFICO, POICHÉ I MECCANISMI FISICI ALLA BASE DELLA SEPARAZIONE ENERGETICA NON SONO ANCORA COMPLETAMENTE SPIEGATI
stremità calda sarebbe di 40 K. Riportiamo quindi tali differenze alle condizioni di temperatura dell’ aria compressa entrante: per l’ estremità fredda: caduta di temperatura = [ 61 x( 273 + 35) / 294 ] = 63,9 K per l’ estremità calda: un incremento di temperatura = [ 40 x( 273 + 35) / 294 ] = 41,9 K Le temperature finali saranno uguali a: per l’ estremità fredda:( 35— 63,9) =-28,9 ° C per l’ estremità calda:( 35 + 41,9) = 76,9 ° C La potenza frigorifera ottenuta sarà:- [( 200 / 3600) x l x 63,9 ] = 3,55 kW
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