渦流管冷凍系統(Vortex  tube Refrigeration System)

渦流管冷凍系統是利用壓縮空氣在渦流管（Vortex tube）內急速旋轉膨脹，產生低溫的一種很趣的冷凍系統。如圖所示，B容器中盛裝的壓縮空氣，經C連接管沿切線的方向噴入渦流管D中，則空氣在渦流管中形成急速渦流旋轉狀態。渦流管D一般均為垂直裝置，上端開口，下端封閉，在封閉的中心僅開一小孔，由小管E連接至冷凍空間F，中心旋轉的高速氣體自小管E流出，外圍旋轉的較低速氣體則自上端開口排出，由上端開口排出的氣體為熱空氣，而經下端小管E流出的氣體則為冷空氣。渦流管D之開口端與小管E之壓力均在大氣壓力情況下或近于大氣壓力，故高壓空氣因急速渦流旋轉膨脹而產生冷卻效應的裝置稱為渦流管冷凍系統。

渦流管冷凍產生的原理：

1、因空氣由高壓進入，在大氣壓力下渦流管急速膨脹造成吸熱而本身溫度劇降。

2、旋轉空氣愈近管中心，速度愈高，而其角力鉅（Angular monentum）愈大，故因急速旋轉產生的機械能消耗了本身的內能，因而本身降低溫度。

3、內面旋轉的空氣，因轉速愈快，體積愈小，分子摩擦熱愈大，相反外層產生熱愈小，根據熱力學第二定律：熱由高溫度傳向低溫度，故內層空氣的熱不斷傳向外層，故內部空氣的熱能陸續降低，以致從下端流出后，因內能較低，故溫度降低。

4、熱氣上升，冷氣下降，故較高溫度之空氣由上端排出，較低溫度之空氣由下端流出。

如下端E管流出之空氣體積為進入C端之壓縮空氣體積之3/4時,E管流出之空氣溫度可較進入之壓縮空氣溫度降低60°F,而上端排出之空氣溫度較進入之壓縮空氣溫度升高165°F；若E=1/4C時,E管溫度可降低100°F,而D上端排出之空氣將升高30°F。

渦流管冷凍系統為1962年后開始應用的一種新型冷凍系統，因無活動部分，故障較少，可應用于放冷藏、冷氣等場所；尤其是特別適用于同時需要冷卻與全部新鮮空氣的場所，如礦坑、醫院……等。

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