Unter Verwendung des idealen Gases R41 als Arbeitsmedium und des Standard-k-ε-Turbulenzmodells wurden bei einem Einlassdruck von 4,0 MPa, einer Einlasstemperatur von 323,15 K, einem Kaltstromverhältnis von 0,1 bis 0,9 und einem Wirbelkammeradius von 2,5 bis 4,5 mm die Auswirkungen des Wirbelkammeradius und des Kaltstromverhältnisses auf die Leistung des Wirbelrohrs untersucht. Die Simulationsergebnisse zeigen: Bei einem Kaltstromverhältnis von 0,4 nimmt die tangentiale Geschwindigkeit mit zunehmendem radialem Abstand im Wirbelrohr zunächst zu und dann ab; bei einem Wirbelkammeradius von 3,5 mm wird eine maximale tangentiale Geschwindigkeit von 159,5 m/s erreicht; mit zunehmendem Radius der Wirbelkammer nimmt die axiale Geschwindigkeit der inneren und äußeren Wirbel ab, bei einem Radius von 2,5 mm wird eine maximale axiale Geschwindigkeit der äußeren Wirbel von 47,6 m/s erreicht. Bei gleichem Kaltstromverhältnis nehmen mit zunehmendem Radius der Wirbelkammer Kühlwirkung, Heizwirkung, Kühlleistung und COP zunächst zu und dann ab. Bei einem Kaltstromverhältnis von 0,1 und einem Wirbelkammeradius von 3,5 mm wird eine maximale Kühlwirkung von 20,8 K erreicht; bei einem Kaltstromverhältnis von 0,9 und einem Radius von 3,0 mm wird eine maximale Heizwirkung von 36,3 K erzielt; bei einem Kaltstromverhältnis von 0,6 und einem Radius von 3,0 mm werden eine maximale Kühlleistung von 364,5 W und ein maximaler COP von 0,21 erreicht.

Wirbelrohr; Wirbelkammeradius; Wirbelrohrleistung; Strömungsfeld; Kaltstromverhältnis