TU Berlin

Maschinen- und EnergieanlagentechnikWirbelrohr

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Wirbelrohr nach Raque und Hilsch

Wirbelrohr nach Ranque und Hilsch
Lupe



Ein Wirbelrohr ist ein Hohlzylinder mit zwei axialen Auslässen an den beiden Enden und einem tangentialen Einlass. Bei Beaufschlagung mit einem hochgespannten Fluid kann der so genannte Ranque-Hilsch-Effekt beobachtet werden: das Medium verlässt das Rohr auf der einen Seite wärmer und auf der anderen Seite kälter als beim Eintritt. Dieser thermische Separationseffekt ist seit fast 80 Jahren bekannt. Seine inneren Mechanismen sind bis zum heutigen Tage nicht völlig verstanden. Der Schwerpunkt des Projektes liegt in der Erarbeitung von Grundlagen zur theoretischen Erklärung des Phänomens. Der Einfluss von komplexen Strömungsstrukturen auf den Separationseffekt steht im Fokus des Vorhabens. Ziel ist es, die thermische Separation in energetischer Hinsicht zu erklären. Dazu werden experimentelle Untersuchungen an einer Versuchsapparatur vorgenommen, die mit Druckluft betrieben wird. Die Ergebnisse der bisherigen Untersuchungen zeigen deutlich ein von Wirbelstrukturen dominiertes Temperaturfeld. Sie bestätigen den erheblichen Einfluss des Strömungsfeldes auf die Temperaturverteilung im Wirbelrohr. Die bisherigen Arbeiten zeigen, dass eine Optimierung des Separationsmechanismus durch gezielte Beeinflussung des Strömungsfeldes möglich ist.

Temperaturverlauf
Lupe



Ausgewählte Studien- und Diplomarbeiten

Fridtjof Thiede: Aufbau und Vermessung eines Wirbelrohrs nach Ranque und Hilsch,
Studienarbeit 2002

Volkmar Linse: Experimentelle Untersuchungen an Wirbelrohranlagen,
Diplomarbeit 2003

Gerald Glauerdt: Experimentelle Untersuchungen des energetischen Separationseffektes in einem Wirbelrohr nach Ranque - Hilsch,
Diplomarbeit 2006

Juan Vincente Haro Gonzalez: Experimental Investigation of Temperature Distributions in a Vortex Tube,
Diplomarbeit 2007

Wladimir Krieger: Untersuchung der Betriebscharakteristik eines Wirbelrohrs nach Ranque und Hilsch,
Diplomarbeit 2009

Veröffentlichungen

Hanßke, Müller, Streblow, Ziegler (2007): Experiments and Simulation of a Vortex Tube,
Proceedings of the International Conference of Refrigeration, 2007, Beijing, China


Zin, Hanßke, Ziegler (2010): Modeling and Optimization of the Vortex Tube with CFD, Energy Research Journal, 1 (2), pp 193-196

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