Tubo de vórtice de Ranque-Hilsh

Para saber mais sobre o tubo de vórtice, leia os artigos em inglês na biblioteca ou a tradução do artigo da revista "Scientific American" de 1958

Construí 2 protótipos de tubos de Ranque-Hilsch. O da figura foi o maior e teve a parte longa, de ar quente, feita com tubo de cobre. À esquerda, a parte curta, de ar frio, foi feita com tubo de alumínio. Duas flanges de PVC foram presas ao tubo para segurar a câmera de vórtex. A “válvula”, à direita, foi feita com uma peça de madeira em que foi colado um cone. Sua posição pode ser fixada com um parafuso.

1- Flanges de PVC;

2- Tubos;

3- Válvula de madeira;

4- Parafuso que fixa a válvula;

5- Entrada de ar comprimido;

6- Câmera de vórtice usinada em acrílico;

7- Arruela (disco com um orifício) ;

8- Cone feito de epoxy.

Usinei os pedaços de acrílico grosso em uma furadeira de bancada. A usinagem consistiu apenas de furos, feitos com brocas de diversos diâmetros e em diversas profundidades. Da esquerda para a direita: Um “T” para dividir o fluxo de ar em dois; a câmera de vórtex do nosso protótipo maior e, finalmente, a câmera de vórtex do protótipo menor.

 

Os dois protótipos desmontados na bancada.

 

Protótipo maior sob teste. Note os dois multímetros utilizados como termômetro. Dois termômetros foram necessários porque o pequeno compressor vai aquecendo durante o funcionamento, fornecendo ar cada vez mais quente e, portanto, nossa medida tem que ser a diferença entre a temperatura do ar que entra e do ar que sai pela saída fria.

 

O termômetro digital utilizado. O integrado LM35 parece um transistor, mas é um termômetro preciso e sensível. É barato e fácil de encontrar.

 

Protótipo menor sob teste.

 

Outra vista dos protótipos desmontados.

 

O tubo, por incrível que pareça, funciona. Foi obtida uma queda de temperatura de 8°C com relativa facilidade nos dois protótipos. Na verdade é difícil evitar uma queda de temperatura, mas para atingir um máximo, é preciso fazer ajustes finos.

O protótipo grande foi feito de tubo de cobre de 15mm (12mm de diâmetro interno) para a parte quente e um tubo de alumínio para o lado frio.

O protótipo menor foi feito utilizando um tubo de alumínio (de antena de TV) de 10mm de diâmetro (8mm de diâmetro interno) e usa como válvula um cone que foi mantido no lugar com o dedo. Ambos os protótipos utilizam entrada de ar dupla na câmera de vórtex.

Não foi possível obter uma queda de temperatura maior, provavelmente porque a bomba utilizada foi do tipo de diafragma, utilizada em pintura, incapaz de fornecer pressões muito altas. Eu fiz outras experiências, com diferentes tamanhos de orifícios e bicos injetores de ar, mas qualquer diferença foi mascarada pela instabilidade do sistema.

 

 

 

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