Date of Award

6-2015

Document Type

Thesis

Degree Name

Master of Science in Mechanical Engineering (MSME)

Department

Mechanical Engineering

First Advisor

Dr. Mohammad O. Hamdan

Second Advisor

Dr. Salah Addin Al-Omari

Third Advisor

Prof. Mohamed Younes El-Saghir Selim

Abstract

Through experimental investigation, this study is offering a closer look into the performance of the vortex tube energy separation and a better understanding of the effect of the vortex tube length, diameter and internal tapering angle on the energy separation. Also the study addresses the effect of inlet pressure on the performance of the vortex tube and the effect of different working fluids (Air, H2 and O2). The vortex tube is a thermal static tube that was discovered by the French scientist George Ranque in 1933 and it is used to separate compressed gas flow into two different streams: one stream is colder than the inlet flow while the other is hotter than the inlet flow. Although the device has been investigated by many researchers, no consensus has yet been reached regarding the underlying phenomenon. The current study is shedding light on the underlying phenomenon and is offering an analytical model to describe the energy separation in the vortex tube based on centrifugal forces. The study reports the Coefficient of Performance ( ) of the vortex tube considering the device as an air-conditioning device utilizing the cold outlet flow and as a heat pump utilizing the hot outlet flow. Keywords:

Comments

من خلال التجا رب المخبرية، فإن هذه الد ا رسة تقدم نظرة متفحصة لكفاءة أنبوب الدوامة في فصل الطاقة و تقيم تأثير كلا من طول الانبوبة وقطر الأنبوبة و ال ا زوية الداخلية للأنبوبة على فصل الطاقة. و كما تتطرق الد ا رسة إلى تأثير كلا من الضغط الداخل و نوعيه الغاز المستخدم على كفاءه الأنبوبة. أنبوبة الدوامة عباره عن أنبوب ساكن و لا يحتوي على أج ا زء متحركة و قد تم اكتشافه من قبل العالم الفرنسي جورج ا رنك في عام 3311 . و يقوم هذا الأنبوب على فصل الهواء المضغوط الداخل إلى تيارين مختلفين: حيث أن التيار الأول أبرد من التيار الداخل و التيار الثاني أسخن من التيار الداخل علما أن الجهاز تم التحقق منه من قبل العديد من الباحثين، إلا أنه لم يتم الاتفاق على تفسير الظاهرة الكامنة لأنبوب. كما إن هذه الد ا رسة تلقي الضوء على مبدأ عمل الأنبوب الدوامه و تقدم نم وذج تحليلي لوصف فصل الطاقة للأنبوب بالاعتماد على قوة الطرد المركزي. إضافة على ذلك تقدم الد ا رسة قيم لمعامل كفاءة الأنبوب على التبريد عند استعمال منفذ الهواء البارد و على التدفئة عند استعمال منفذ الهواء الساخن. كلمات البحث: الضغط الداخل، طول الأنبوب، قطر الأنبوب، ال ا زويه الداخليه لأنبوب، الاختناق، الدوره الثانويه، نم وذج لأنبوب الدوامة، معامل الأداء.

Share

COinS