Как вихрь создаёт разницу температур
Вихревая трубка, или трубка Ранка—Хилша, превращает энергию сжатого воздуха в два потока с разной температурой. Воздух под давлением поступает через боковое отверстие, направленное по касательной к стенке, и быстро вращается внутри камеры. У выхода поток разделяется: часть уходит наружу через клапан, а часть разворачивается и движется обратно по оси трубки.
Важно, что температура не разделяется так же, как масло и вода. Вращение задаёт сложное течение, в котором внешние слои передают энергию внутренним. В результате воздух у стенки становится горячее, а возвращающийся центральный поток — холоднее. На процесс влияют давление на входе, форма сопла и регулировка выходного клапана.
Простое устройство с ценой за простоту
Горячий поток выходит с одного конца, холодный — с другого. Меняя клапаном соотношение потоков, можно регулировать их температуры и объём. Но получить холодный воздух бесплатно нельзя: трубке нужен заранее сжатый воздух, а его производство требует энергии. Кроме того, холодный поток обычно составляет лишь часть воздуха, поданного на вход.
Поэтому такая трубка полезна не как универсальная замена холодильнику, а там, где важно локально и быстро охладить небольшой участок. Её можно направить на инструмент или деталь в промышленной установке; отсутствие сложного механизма упрощает конструкцию. Платой становятся шум и расход сжатого воздуха: простота самого охладителя не означает, что охлаждение обходится без затрат.
