Сравнение температуры в процессе выхлопа и изоэнтропном расширении.

Рисунок 100. Интегральный эффект выхлопа.

1) (одноатомный газ)

	0, 2	0, 3	0, 4	0, 5	1, 0
	60, 7		91, 1	97, 1	109, 3	120, 2
	73, 39		128, 8
	0, 827	0, 752	0, 707	0, 676	0, 601	0, 474

2) (двухатомный газ)

	0, 2	0, 3	0, 4	0, 5	1, 0
	43, 6	58, 2	65, 4	69, 8	78, 5	86, 4
	54, 8	82, 1	99, 5	112, 1	146, 4	221, 4
	0, 796	0, 709	0, 657	0, 622	0, 536	0, 39

С повышением степени расширения выхлоп становится менее эффективным по сравнению с изоэнтропным расширением. Поэтому выхлоп в качестве рабочего процесса целесообразно применять при малой степени расширения.

При использовании процесса выхлопа целесообразней использовать одноатомный газ (инертные газы, He?, с помощью которого можно достичь наинизших температур 20-30°К)

Использование выхлопа в качестве основного холодопроизводящего процесса реализовано в машине Мак-Магона – Гиффорда.

Рисунок 101. Машина Гиффорда-Макмагона.

- газ изотермически сжимается в компрессоре

- поступает в ресивер

- через открытый клапан охлаждается в регенераторе

- расширяется путём выхлопа в расширительной части с подводом полезной тепловой нагрузки

- под действием циклического движения поршня расширившийся газ после подвода проходит через регенератор, охлаждая его и проходя через открытый второй клапан при закрытом первом, поступает во второй ресивер и из него на всасывание в компрессор

Достоинства:

- низкое давление газа (10 – 20 атм.)

- простота конструкции

Недостатки:

- большие размеры машины

- наличие системы переключающихся клапанов

Расширение сжатого газа в вихревой трубе (Эффект Ранка – Хилша)

µ< 0, 5 (обычно)

Рисунок 102. Вихревая труба Ранка-Хилша.

Сжатый газ, проходя через улитку расширяется; при этом в завихрённом потоке возникает температурное расслоение различных частей газа. В результате этого из вихревой трубы выходят два потока: 1) имеет температуру более горячую, чем входящий поток; 2) имеет температуру более холодную, чем входящий поток;

Рисунок 103. Вихревое расширение.

Несмотря на отсутствие теории налажен массовый выпуск вихревых труб (большей частью для высокотемпературных областей).

Вихревая труба характеризуется эффективностью по сравнению с изоэнтропным расширением.

Рисунок 105. Сравнение вихревого расширения с изоэнтропным.

Эффективность вихревой трубы обычно не превышает 0, 2.