渦流管制冷是一種借助渦流管的作用使高速氣流產(chǎn)生漩渦分離出冷、熱兩股氣流，利用冷氣流而獲得制冷方法。Ranque是研究渦流管的第一人，在他早期研究過程中，他認(rèn)為內(nèi)旋氣體流的絕熱膨脹過程和外旋氣流的絕熱壓縮過程是產(chǎn)生渦流管產(chǎn)生能量分離效應(yīng)的根本原因。Hilsch認(rèn)為產(chǎn)生渦流管能量分離的原因除了Ranque原因外還因包括外旋氣流層之間的粘性摩擦效應(yīng)。

渦流管制冷由噴嘴、渦流室、分離孔板、管子和控制閥組成。渦流室居中，將管子分為冷、熱兩端。噴嘴沿渦流室切向布置，即引導(dǎo)高壓氣流切線方向進(jìn)入渦流室?？装逶跍u流室與冷管子之間，熱端管子出口處安裝了控制閥。

經(jīng)過壓縮并冷卻到常溫的氣體進(jìn)入噴嘴，在噴嘴中膨脹并加速到音速，從切線方向射入渦流室，形成自由渦流。自由渦流的旋轉(zhuǎn)角速度愈靠近中心愈大，由于角速度不同，在自由渦流的層與層之間就產(chǎn)生了摩擦。中心部分的氣流角速度最大，摩擦結(jié)果是將能量傳遞給外層角速度較低的氣流，中心層部分的氣流失去能量，動(dòng)能低，速度降低，溫度降低，通過渦流管中心的孔板從一端引出，得到制冷需要的冷氣流。而外層部分的氣流獲得動(dòng)量，動(dòng)能增加，同時(shí)又與渦輪管壁摩擦，將部分動(dòng)能轉(zhuǎn)換成熱能，從渦流管的另一端通過控制閥被引出，形成熱氣流?？梢酝ㄟ^控制控制閥，調(diào)節(jié)冷熱兩股氣流的流量和溫度。