Vortex Tubes™    


Um fenômeno da Física

O que é o Tubo Vortex?


São duas as perguntas que freqüentemente somos questionados sobre o tubo vortex, "Há quanto tempo ele existe?" e "Como funciona?". Segue uma breve história e a teoria do Tubo Vortex.


O tubo vortex foi inventado quase por acidente em 1928. George Ranque, um estudante de física francês, fazia experiências com uma bomba tipo vortex que ele tinha desenvolvido, quando notou um ar aquecido que escapava de um extremo, e ar frio no outro extremo. Ranque se esqueceu logo de sua bomba e começou uma empresa pequena para explorar o potencial comercial deste estranho dispositivo que produzia ar quente e frio sem partes móveis. Porém, logo falhou e o tubo vortex passou desapercebido em obscuridade até 1945 quando Rudolph Hilsch, um físico alemão, publicou um extenso estudo científico sobre o dispositivo.


Muito antes, o grande físico de século dezenove James Clerk Maxwell, postulou que desde que o calor envolve o movimento de moléculas, nós poderíamos poder em algum dia, obter ar quente e frio do mesmo dispositivo com ajuda de um “pequeno demônio amigável" que classificaria e separaria as moléculas quentes e frias de ar.


Assim, o tubo vortex foi diferentemente conhecido como o "Tubo Vortex Ranque”, o "Tubo de Hilsch", o "Tubo de Ranque-Hilsch", e o "Demônio de Maxwell”. Por qualquer que seja o nome, o tubo vortex ganhou em recentes anos a aceitação como uma resposta simples, segura e de baixo custo para uma larga variedade de problemas de resfriamento em pontos industriais


Um tubo vortex usa ar comprimido como fonte de energia, não tem nenhuma parte móvel, e produz ar quente de um extremo e ar frio do outro. O volume e temperatura destas duas correntes de ar são ajustáveis com uma válvula construída na exaustão do ar quente. São possíveis temperaturas tão baixas como -50°F (-46°C) e tão altas como +260°F (+127°C).


Existem teorias em abundância relativas a dinâmica de um tubo vortex. Aqui está uma explicação amplamente aceita do fenômeno:


O ar comprimido é fornecido ao tubo vortex e atravessa através de bocais que são tangentes a um escareado interno. Estes bocais fixam o ar no movimento do vortex. Isto gira a corrente de ar em movimentos de 90° e passa abaixo do tubo quente na forma de uma concha giratória, semelhante a um tornado. Uma válvula em cada extremo do tubo permite que um ar aquecido escape. O que não escapa, é dirigido de volta para baixo do tubo como um segundo vortex dentro da área de baixo-pressão do vortex maior. Este vortex interno perde calor e exausta pelo outro extremo como ar frio.



Enquanto uma corrente de ar movimenta para cima o tubo e o outro rebaixa isto, ambos giram na mesma direção à mesma velocidade angular. Quer dizer, uma partícula no fluxo interno completa uma rotação na mesma quantia de tempo como uma partícula no fluxo externo. Porém, por causa do princípio de conservação de impulso angular, a velocidade rotacional do pequeno vortex poderia ser esperado que aumente. (O princípio de conservação é demonstrado por patinadores girando que podem reduzir a velocidade ou podem acelerar o giro deles/delas estendendo ou atraindo os braços deles/delas.) Mas no tubo vortex, a velocidade interna permanece a mesma. O impulso angular se perde do vortex interno. A energia que é perdida aparece como calor no vortex externo. Assim o vortex externo fica aquecido, e o vortex interno é esfriado.


Henderson Indústria e Comércio Ltda