Vírový efekt (Ranque-Hilschův efekt, angl. Ranque-hilschův efekt ) - efekt teplotní separace plynu při kroucení ve válcové nebo kuželové komoře za předpokladu, že proud plynu v trubici prochází nejen rovně, ale i zpět.
Na periferii se vytváří vířivé proudění o vyšší teplotě a ochlazený proud vystupuje ze středu v opačném směru. Existuje obecná mylná představa, že k teplotní separaci dochází pohybem molekul plynu v přímém průchodu víru (v jednom směru). Ale pro takové oddělení neexistují žádné fyzikální důvody vysvětlitelné, stejně jako neexistují důvody pro rotaci centrálního svazku v opačném směru vzhledem k periferii. Mikrovíry mezi centrálním provazcem a periferií rotují v opačném směru, protože provazec rotuje vyšší rychlostí vzhledem k periferii. Ale valí se, jako válečky v ložisku, ve stejném směru, ve kterém se otáčejí vnější vrstva a centrální svazek. K teplotní separaci dochází přenosem tepla ze stlačeného (a tedy horkého) centrálního svazku kumulativním efektem nebo implozí na nestlačenou periferii, která má stejnou teplotu jako na vstupu. Při pohybu směrem k „horkému“ konci se periferie ohřívá od stlačeného horkého centrálního svazku pohybujícího se směrem k němu, který se naopak ochlazuje. Že. vír vytvořený v trubici je kompresní tepelné čerpadlo s protiproudým tepelným výměníkem schopným přenést až 100 % teplotního rozdílu. Proto je pro tepelné oddělení nutný nejen dopředný průchod, ale také zpětný průchod, jako na obrázku. Protože po opuštění trubice svazek expanduje na okolní tlak (atmosférický), má plyn opouštějící "studený" konec trubice teplotu mnohem nižší než okolní teplota (pokud "horký" konec není ucpaný) a veškeré teplo, které tím ztrácí, je odváděno plynem s „horkým koncem.
Tento efekt byl poprvé objeven francouzským inženýrem Josephem Rankem na konci 20. let 20. století, když Rank náhodně přiložil ruku k výstupu vyčištěného vzduchu průmyslového cyklónu , který dříve vynalezl . Koncem roku 1931 podal J. Rank žádost o vynalezené zařízení, které nazval „vírová trubice“ (v literatuře se vyskytuje jako „Rankova trubice“). Patent se podařilo získat až v roce 1934 v USA [1] . V současné době byla implementována řada zařízení, která využívají vírového efektu – vortexová zařízení. Jedná se o „vírové komory“ pro chemickou separaci látek působením odstředivých sil a „vírové trubice“ používané jako zdroj chladu. Experimenty byly také prováděny ve vířivé trubici s vodou. Ale kvůli jeho nižší stlačitelnosti a vyšší tepelné kapacitě nebylo možné dosáhnout tepelné separace podobné plynům. Voda z obou konců trubice vycházela o stejné teplotě - buď stejná jako vstupní teplota u malé trubice, nebo vyšší u větší trubice.
Více než 20 let zůstal Rankův objev bez povšimnutí, až v roce 1946 německý fyzik Rudolf Hilschnepublikoval práci o experimentálních studiích vírové trubice ( německy: Die Expansion von Gasen im Zentrifugalfeld als Kälteprozeß ), v níž dával doporučení ke konstrukci takových zařízení. Od té doby se jim také říká „Ranque-Hilsch pipes“.
Od 60. let 20. století je vírový pohyb předmětem mnoha vědeckých studií. Odborné konference o vortexovém efektu se pravidelně konají např. na Samara Aerospace University .
Existují a jsou používány vírové generátory tepla [2] a mikrokondicionéry. [3] . Účinnost chlazení s využitím efektu je nízká a nižší než účinnost tradičních chladicích jednotek [4] , Ranque trubice se používají v případech, kdy je vyžadována jednoduchost zařízení nebo při absenci jiných zdrojů energie kromě stlačeného vzduchu .