Abstract
A vortex tube is a cooling device in which an air can be used as a working medium; thus, the vortex cooling system is environmentally friendly. Thermal separation flow studied and preliminary tests suggest that reducing the temperature of an external surface at the hot tube section of the vortex tube could increase the vortex cooling capacity. In this paper, a thermoelectric module is employed to extract heat from the hot tube surface and then release it to environment. In other words, a temperature difference is used to generate power by the thermoelectric generator as thermal energy harvester. A test rig is designed and constructed, in the laboratory, for the experiment on the vortex cooling system incorporating the thermoelectric module. Test parameters are the cold fraction from 0 to 1 and an inlet air pressure of 1.5 bars. The results show that the cooling capacity and efficiency increase when the thermoelectric module is used to extract heat from the hot tube surface of the vortex tube and electricity is generated as by product. The cooling capacity and efficiency of the vortex tube is increased by 4.3% and 9.6% respectively
چکیده
لوله گردابی، یک دستگاه سرمایشی است که در آن، می توان هوا را به عنوان محیط کارکن مورد استفاده قرار داد؛ بنابراین، سیستم سرمایش گردابی، زیست سازگار است. جریان جدایی حرارتی مطالعه شده است و آزمایش های اولیه نشان داده اند که کاهش دما در سطح خارجی لوله گرم درون لوله گردابی، می تواند ظرفیت سرمایش گردابی را افزایش دهد. در این مقاله، یک مدول ترمو الکتریک برای استخراج گرما از سطح لوله گرم و رهاسازی آن در محیط مورد استفاده قرار می گیرد. به عبارت دیگر، اختلاف دمایی برای تولید توان به کمک مولد ترمو الکتریک به عنوان برداشت کننده انرژی گرمایی مورد استفاده قرار می گیرد. یک دستگاه آزمون در آزمایشگاه برای آزمایش بر روی سیستم سرمایش گردابی طراحی و ساخته می شود که شامل مدول ترموالکتریک است. پارامترهای آزمایش، کسر سرمای متغیر از 0 تا 1 و فشار هوای ورودی 1.5 بار هستند. نتایج نشان می دهند زمانی که مدول ترموالکتریک برای استخراج گرما از سطح لوله گرم در لوله گردابی مورد استفاده قرار می گیرد، ظرفیت سرمایش و کارایی افزایش می یابند و الکتریسیته به عنوان محصول فرعی تولید می شود. ظرفیت سرمایش و کارایی لوله گردابی، به ترتیب تا 4.3% و 9.6% افزایش می یابد.
1-مقدمه
لوله گردابی، یک وسیله حرارتی است که می تواند جریان های گرم و سرد را به صورت همزمان و تنها با استفاده از یک گاز متراکم تولید کند. هوا، معمولاً به عنوان محیط کارکن در لوله گردابی مورد استفاده قرار می گیرد؛ بنابراین، سرمایش گردابی، یک سیستم زیست سازگار است. مزایای دیگر سرمایش گردابی، عبارتند از سرمایش سریع، زمان کوتاه تولید یک جریان با دمای کم و بخش های غیرمتحرک، در نتیجه نیاز اندکی به نگهداری دارد...