On the of Ranque-Hilsch effect
We have proposed a hypothesis to explain the essence of Ranque-Hilsch effect.Based on the interaction of electrons with an atom nucleus, from the side of forces opposing the inertia forces, the conditions are created that favor electron transition to a lower orbit with the radiation of an energy qua...
Saved in:
| Date: | 2015 |
|---|---|
| Main Author: | |
| Format: | Article |
| Language: | Ukrainian |
| Published: |
General Energy Institute of the National Academy of Sciences of Ukraine
2015
|
| Subjects: | |
| Online Access: | https://systemre.org/index.php/journal/article/view/81 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | System Research in Energy |
| Download file: |  |
Institution
System Research in Energy| _version_ | 1871103162982596608 |
|---|---|
| author | Molochko F.І. |
| author_facet | Molochko F.І. |
| author_institution_txt_mv | [
{
"author": "Molochko F.І.",
"institution": null
}
] |
| author_sort | Molochko F.І. |
| baseUrl_str | https://systemre.org/index.php/journal/oai |
| collection | OJS |
| datestamp_date | 2026-07-18T12:57:31Z |
| description | We have proposed a hypothesis to explain the essence of Ranque-Hilsch effect.Based on the interaction of electrons with an atom nucleus, from the side of forces opposing the inertia forces, the conditions are created that favor electron transition to a lower orbit with the radiation of an energy quantum, and from the opposite side its transition to a higher orbit with the absorption of an energy quantum. As a result the directed energy transfer from the center of a vortex tube to its periphery is provided. A similar physical process is realized during heating of rapidly moving bodies in gaseous environment, in vortex heat generators, as a result of friction of solids, and in other similar processes taking place in thermal power plants. |
| doi_str_mv | 10.15407/pge2015.04.058 |
| first_indexed | 2026-03-24T02:00:52Z |
| format | Article |
| fulltext |
УДК 533.697.3 Ф.И. МОЛОЧКО, канд. техн. наук,
Научно-исследовательское и проектное республиканское унитарное предприятие
РУП «БЕЛТЭИ», ул. Романовская Слобода, д. 5,
г. Минск, 220048, Республика Беларусь
О СУЩНОСТИ ВИХРЕВОГО ЭФФЕКТА РАНКА – ХИЛЬША*)
Предложена гипотеза, поясняющая сущность эффекта Ранка-Хильша.
На основании взаимодействия электронов с ядром атома со стороны
сил, противодействующих силам инерции, создаются благоприятные
условия для перехода электрона на более низкую орбиту с излучением
кванта энергии, а с противоположной – для перехода на более высокую
орбиту с поглощением кванта энергии. В результате обеспечивается
направленная передача энергии от центра к периферии вихревой трубы.
Аналогичный физический процесс происходит при нагреве быстродви-
жущихся тел в газовой среде, в вихревых теплогенераторах, в результате
трения твердых тел и в других аналогичных процессах, происходящих в
теплоэнергетических установках.
К л ю ч е в ы е с л о в а: силы инерции, электрон, орбита, ядро, смеще-
ние, квант.
Законченной и непротиворечивой теории
физических процессов, происходящих в вихре-
вой трубе, до сих пор не существует.
В соответствии с [1] гипотезы вихревого
эффекта разделяются на три группы: гипотезы,
по которым вихревой эффект является резуль-
татом формирования вихра в сечении сопла, так
что периферийные слои газа, имеющие боль-
шую окружную скорость, будут иметь больший
запас энергии, чем осевые; гипотезы, по кото-
рым вихревой эффект является результатом
действия сил трения между слоями газа в вихре;
гипотезы, пытающиеся учесть все факторы,
влияющие на вихревой эффект путем использо-
вания динамических уравнений Навье–Стокса,
уравнений энергии, состояния и неразрывно-
сти.
По гипотезе автора [1] – вихревой эффект
является результатом перераспределения по
сечению трубы температуры торможения газа
на входе в вихревую камеру (перед соплом) за
счет центробежных сил инерции и линейного
закона распределения окружных скоростей по
радиусу трубы.
Все перечисленные гипотезы направлены на
поиск критериев измерения происходящего
явления в зависимости от физического состоя-
ния газа, но не дают объяснения физической
сущности процессов, обеспечивающих интен-
сивную передачу энергии от внутренних, более
холодных слоев газа к периферийным – более
нагретым.
Известно, что любая частица в вихревой
камере описывает сложную траекторию. Но,
как показывают данные [2], радиальные и осе-
вые скорости частиц газа очень малы по сравне-
*) Печатается в порядке обсуждения
© Ф.И. МОЛОЧКО, 2015
58 ISSN 1562-8965. Проблеми загальної енергетики, 2015, вип. 4 (43)
КОРОТКІ ПОВІДОМЛЕННЯ
59ISSN 1562-8965. Проблеми загальної енергетики, 2015, вип. 4 (43)
О сущности вихревого эффекта Ранка – Хильша
нию с окружными, поэтому можно допустить,
что основным фактором, определяющим физи-
ческий процесс передачи энергии в одном
направлении, т.е. в направлении действия
центробежных сил, является окружная ско-
рость частиц.
Для пояснения предлагаемой гипотезы о
физической сущности процессов, происходя-
щих в вихревой трубе по передаче энергии от
внутренних слоев газа к периферийным, рас-
смотрим приведенную на рисунке схему движе-
ния двух частиц газа (1) и (2) в поперечном
сечении вихревой трубы, изобразив их в виде
атомов с ядром и электронной орбитой. Из-за
разных давлений по радиусу трубы частица (1) в
периферийных слоях газа подвержена больше-
му сжатию, чем во внутренних и на рисунке
изображена меньших размеров, чем частица (2).
Действие центробежных сил показано стрел-
кой от точки Д к точкам А1 и А2, которые опре-
деляют положение ядра атомов, по отношению
к электронной орбите при отсутствии центро-
бежных сил, а точки В1 и В2 – при их наличии.
На начальной стадии процесса, когда части-
цы газа находятся на входе в вихревую трубу,
силы противодействия их движению незначи-
тельны и ядра атомов обеих частиц находятся в
центре электронных орбит, соответственно, в
точках А1 и А2, и размеры частиц одинаковы.
По мере их продвижения к стенке вихревой
трубы и закручивания, т.е. в рассматриваемом
нами сечении начинает действовать с одной
стороны сила противодействия от стенки трубы
на электронную орбиту частицы (1), а с другой
– центробежная сила на ядро атома частицы (1)
и далее электронная орбита частицы (1), кото-
рая находится под большим давлением, чем
частица (2), противодействует электронной
орбите частицы (2), а центробежная сила дей-
ствует на ядро атома частицы (2). В результате
взаимодействия таких сил ядра атомов обоих
частиц смещаются в направлении действия
центробежных сил на расстояние, пропорцио-
нальное их величине, соответственно, в точки
В1 и В2. В результате такого смещения расстоя-
ние между ядром атома и электронной орбитой
Схема движения двух частиц газа в поперечном сечении вихревой трубы
в точке С1 частицы (1) будет минимальным, а в
точке С2 максимальным; для частицы (2) – в
точке С2 – минимальным, а в точке Д макси-
мальным.
Общеизвестно, что при переходе электрона
с одной орбиты на другую электрон излучает
или поглощает квант энергии. Если бы рас-
сматриваемые нами частицы не подвергались
действию центробежных сил и сил сопротив-
ления, то переход электронов на более низ-
кую либо более высокую орбиту может про-
изойти в любой точке орбиты, определяемой
другими условиями, способствующими тако-
му переходу.
В рассматриваемом примере с учетом того,
что электроны в точке С1 и С2 максимально
приближены к ядру атома создаются благопри-
ятные условия для перехода электронов на
более низкую орбиту в точке С1 частицы (1) и в
точке С2 частицы (2) с излучением кванта энер-
гии в сторону действия центробежных сил. С
другой стороны, для частицы (1) в точке С2 соз-
дается максимальное расстояние между ядром и
электронной орбитой, а для частицы (2) в точке
Д, что способствует переходу электронов на
более высокую орбиту с захватом (поглощени-
ем) кванта энергии от других частиц. Следует
отметить, что возникающие силы инерции,
приближающие ядро атома к электронной
орбите, значительно ниже сил взаимодействия
электронов с ядром атома, и они не могут обес-
печить переход электрона из одной орбиты на
другую, однако именно в этих точках силы
инерции максимально нарушают равнодей-
ствующую силу между ядром и атомами, что и
способствует переходу электронов на другие
орбиты с излучением либо поглощением кванта
энергии в этих точках. Следовательно, электрон
выступает в качестве переносчика энергии из
центральной части вихревой трубы к перифе-
рии.
Из названного примера следует пояснение
предлагаемого понимания сущности физиче-
ского процесса переноса энергии в вихревой
трубе, который состоит в том, что вследствие
взаимодействия центробежных сил инерции и
сил взаимодействия электронов с ядром атомов
обеспечивается переход электронов с одной
стороны – на более низкую орбиту с излучени-
ем кванта энергии, а с противоположной сторо-
ны на более высокую орбиту с поглощением
кванта энергии, и обеспечивается направлен-
ная передача энергии от центра к периферии
вихревой трубы.
Таким образом, атом со смещенным ядром
по отношению к центру орбиты электронов
становится интенсивным переносчиком энер-
гии в направлении сил, действующих на смеще-
ние ядра. Аналогичный физический процесс
происходит при нагреве быстродвижущихся тел
в газовой среде, в вихревых теплогенераторах, в
результате трения твердых тел и других анало-
гичных процессах, происходящих в теплоэнер-
гетических установках.
1. Алексеев Т.С. О природе эффекта Ранка
// Инженерно-физический журнал. – 1964.
– № 4. – С. 121–130.
2. Меркулов А.П. Вихревой эффект и его
применение в технике. – М.:
Машиностроение, 1969. – 183 с.
Надійшла до редколегії 18.09.2015
60 ISSN 1562-8965. Проблеми загальної енергетики, 2015, вип. 4 (43)
Ф.И. МОЛОЧКО
|
| id | systemreorg-article-81 |
| institution | System Research in Energy |
| keywords_txt_mv | keywords |
| language | Ukrainian |
| last_indexed | 2026-07-19T01:03:49Z |
| publishDate | 2015 |
| publisher | General Energy Institute of the National Academy of Sciences of Ukraine |
| record_format | ojs |
| resource_txt_mv | systemreorg/f0/f450ec1ab7201564913897a8049a47f0.pdf |
| spelling | systemreorg-article-812026-07-18T12:57:31Z On the of Ranque-Hilsch effect Про сутність вихрового ефекту Ранка–Хільша Molochko F.І. inertia forces, electron, orbit, core, shift, quantum. сили інерції, електрон, орбіта, ядро, зсув, квант. We have proposed a hypothesis to explain the essence of Ranque-Hilsch effect.Based on the interaction of electrons with an atom nucleus, from the side of forces opposing the inertia forces, the conditions are created that favor electron transition to a lower orbit with the radiation of an energy quantum, and from the opposite side its transition to a higher orbit with the absorption of an energy quantum. As a result the directed energy transfer from the center of a vortex tube to its periphery is provided. A similar physical process is realized during heating of rapidly moving bodies in gaseous environment, in vortex heat generators, as a result of friction of solids, and in other similar processes taking place in thermal power plants. Запропоновано гіпотезу, яка пояснює сутність ефекту Ранка–Хільша.На підставі взаємодії електронів з ядром атома з боку сил, протидіючих силам інерції, створюються сприятливі умови для переходу електрона на більш низьку орбіту з випромінюванням кванта енергії, а з протилежного – для переходу на більш високу орбіту з поглинанням кванта енергії. В результаті забезпечується спрямована передача енергії від центру до периферії вихрової труби. Аналогічний фізичний процес відбувається при нагріванні швидкохідних тіл у газовому середовищі, у вихрових теплогенераторах, у результаті тертя твердих тіл і в інших аналогічних процесах, що відбуваються в теплоенергетичних установках. General Energy Institute of the National Academy of Sciences of Ukraine 2015-12-03 Article Article application/pdf https://systemre.org/index.php/journal/article/view/81 10.15407/pge2015.04.058 System Research in Energy; No. 4 (43) (2015): The problems of general energy ; 58-60 Системні дослідження в енергетиці; № 4 (43) (2015): Проблеми загальної енергетики ; 58-60 2786-7102 2786-7633 uk https://systemre.org/index.php/journal/article/view/81/63 Copyright (c) 2015 Molochko F.І. https://creativecommons.org/publicdomain/zero/1.0 |
| spellingShingle | inertia forces electron orbit core shift quantum. Molochko F.І. On the of Ranque-Hilsch effect |
| title | On the of Ranque-Hilsch effect |
| title_alt | Про сутність вихрового ефекту Ранка–Хільша |
| title_full | On the of Ranque-Hilsch effect |
| title_fullStr | On the of Ranque-Hilsch effect |
| title_full_unstemmed | On the of Ranque-Hilsch effect |
| title_short | On the of Ranque-Hilsch effect |
| title_sort | on the of ranque-hilsch effect |
| topic | inertia forces electron orbit core shift quantum. |
| topic_facet | inertia forces electron orbit core shift quantum. сили інерції електрон орбіта ядро зсув квант. |
| url | https://systemre.org/index.php/journal/article/view/81 |
| work_keys_str_mv | AT molochkofí ontheofranquehilscheffect AT molochkofí prosutnístʹvihrovogoefekturankahílʹša |