Vorteks Tüpü Nedir? Vorteks Tüpü Soğutma Sistemi

Emre LEBLEBİCİOĞLUNisan 29, 2019Son güncelleme: Kasım 16, 2022

0 3.198 2 dakika okuma süresi

Soğutma sistemleri denince aklımıza evsel ihtiyaçlarımız için kullandığımız buzdolabı ve klima gibi cihazlar aklımıza gelse de özellikle endüstriyel uygulamalarda bir çok soğutma sistemi mevcuttur. Vorteks tüpü ise bu soğutma sistemlerinden biridir. Bu yazımızda vorteks tüpü soğutma sistemi ve vorteks tüpünün kullanım alanlarını sizler için derledik.

Vorteks Tüpü Nedir ?

Ranque-Hilsch tüpü olarak da bilinen Vorteks tüpü basınçlandırılmış havayı veya belirli bir soy gazı sıcak ve soğuk hava akımlarına ayıran, hareketli hiçbir parçası olmayan mekanik bir cihazdır.

Vorteks Tüpünün Çalışma Prensibi

Basınçlı hava, havanın yüksek hızda döndürülmesini sağlayan bir üretece girer ve dönerek tüpün diğer ucuna doğru hareketlenir.

Hava merkez kaç kuvvetinin etkisiyle tüpün dış kısmındaki hava akımı basıncı, merkez kısmı yani iç kısmındaki havadan daha fazla basınca maruz kalır. İç ve dış hava akımları başlangıçta aynı yönde ve eşit açısal hızda dönerken, zamanla iç kısımdaki hava akımı açısal momentumunu kaybetmeye başlar. Kaybolan bu enerjiyi ise dış hava akımı kinetik olarak kazanır. Bu yüzden de dış kısımdaki havanın sıcaklığı daha yüksek olur. Bu şekilde tüpe giren hava da sıcak ve soğuk hava akımlarına ayrışmış olur.

Tüpün ucuna gelen hava akımının sıcak olan dış hava akımı konik bir tıkaçla dışarı atılır. Geri kalan hava da bu basınçlandırmanın etkisiyle ters yöne hareket eder. Bu şekilde birbirlerine ters ve sıcaklıkları da birbirinden farklı iki hava akımı oluşmuş olur. Ters istikamete ilerleyen hava da soğuyarak diğer uçtan dışarı atılır.

A: Basınçlı hava tüpe buradan girer ve üreteç ile yüksek hızda dönmeye başlar.
B: Oluşan soğuk hava akımı
C:Oluşan sıcak hava akımı
D: Isınan havanın dışarı atıldığı kısım
E: Soğuyan havanın dışarı atıldığı kısım

Vorteks tüpü soğutma sistemi içerisindeki havanın sıcaklığı ve kapasitesi D noktasında bulunan tıkaç ile veya farklı türden bir üretecin kullanılmasıyla ayarlanabilir.

Vorteks Tüpü Verimi

Vorteks tüpünün verimi genellikle soğutma oranına göre değerlendirilir. Soğutma oranı ise tüpten çıkan soğuk havanın, sisteme giren toplam havaya oranı olarak ifade edilir. Örneğin, soğutma oranı 60 olan bir vorteks tüpü içerisinde havanın %60’ı soğuk hava kısmından, %40’ı ise sıcak hava kısmından dışarı çıktığı anlamına gelmektedir.

Vorteks tüpünün içerinde soğuk uçtan çıkan havanın sıcaklığı sisteme giren havının sıcaklığına başlıdır. Örneğin sisteme yaklaşık 7 bar basınçta -12
°C sıcaklığında giren bir hava, %40 soğutma oranına sahip bir vorteks tüpü içerisinde yaklaşık -70 °C’ye kadar soğuması beklenmektedir.

Soğutma oranı düştükçe giriş havası ile soğuk çıkış havası arasındaki sıcaklık farkı artarak daha düşük sıcaklıklar elde edilebilecek. Örneğin, %80 soğutma oranında giriş havası (7 bar) ile soğuk çıkış havası arasındaki sıcaklık farkı 30 °C olurken, %50 soğutma oranında bu değer 47 °C , %20 soğutma oranın da ise 68 °C olmaktadır.

Tüpün uç kısmında düşük sıcaklık eldesi her zaman daha yüksek soğutma etkisi anlamına gelmez. Vortex tüpü içerisinde soğutma oranı değiştikçe soğuç uçtaki havanın sıcaklığı da ters oranda etkilenir.

Vorteks tüpünün içerisine giren havanın basıncı ve kuruluk derecesi arttıkça sistemin verimi artar. Sisteme giren basınçlı havanın filtre kullanılarak neminin alınması vorteks tüpünün verimliliğinin artması açısından çok önemlidir.

Vorteks Tüpü Nerede Kullanılır ?

Vorteks tüpü, genellikle noktasal soğutmaya ihtiyaç duyulan yerlerde kullanılmaktadır. Ayrıca avantajları ve düşük maliyetli olması açısından birçok endüstriyel uygulamada da kullanılmaktadır. Belirli kullanım alanları aşağıda belirtilmiştir.