Ranque - Hilshova vírová trubice - Bábor, Lukáš (Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství, 2016)
Ranque-Hilshova vírová trubice je zařízení, které přeměňuje proud plynu o vysokém tlaku na dva nízkotlaké proudy o vyšší, resp. nižší teplotě, než je teplota vstupního proudu. Z technického hlediska se jedná o zařízení velmi jednoduché konstrukce, které se vyznačuje nízkými pořizovacími náklady, vysokou odolností, trvanlivostí a bezúdržbovostí. Jeho hlavní nevýhodou je nízký topný, resp. chladicí faktor, v porovnání s konvenčními tepelnými čerpadly za pokojové teploty. V první části této práce jsou uvedeny příklady aplikací, ve kterých je výhodné použít Ranque-Hilshovu vírovou trubici namísto jiných systémů. Následně je uvedeno několik teoretických konceptů chladicích cyklů, ve kterých je využitím vírové trubice dosaženo snížení spotřeby energie. V poslední části práce je navržena nová geometrie vstupních dýz pro zvýšení chladicího faktoru a teplotní separace vírové trubice. Ta je následně experimentálně porovnána s přímými tangenciálními dýzami kruhového průřezu. Při měření je také zaznamenán průběh povrchové teploty po délce trubice.

Ranque-Hilsh vortex tube is a device that converts high pressure gas flow into two low pressure flows with higher and lower temperature, than a temperature of the inlet flow. Technically, it is a device of very simple construction, which is characterised by low initial costs, high endurance, durability and low maintenance. Its main disadvantage is low coefficient of performance, compared to conventional heat pumps at room temperature. In the first section of this paper, examples of applications where utilization of Ranque-Hilsh vortex tube is advantageous are given. Afterwards, several theoretical concepts of refrigeration cycles utilizing vortex tube to lower energy consumption are described. The final section of this thesis introduces new geometry of inlet nozzles for improving coefficient of performance of vortex tube. This geometry is then compared to straight tangential nozzles of circular cross-section. During the measurements, surface temperature of the vortex tube with respect to its length is monitored.
Ranque - Hilsh vortex tube
Keywords: Ranque-Hilshova vírová trubice; aplikace; chlazení obráběcích nástrojů; vírový ohřívač pilotního plynu; chladicí cykly; nové koncepty; zkapalňování vodíku; geometrie vstupních dýz; povrchová teplota; Ranque-Hilsh vortex tube; applications; cooling of machine tools; vortex pilot gas heater; refrigeration cycles; novel concepts; hydrogen liquefaction; inlet nozzles geometry; surface temperature