流体力学_龙天渝_射流

第十一章气体射流一、学习指导1射流结构（核心区与边界层；主体段与起始段）射流为紊流型，紊流的横向脉动造成射流与周围介质之间不断发生质量流量、射流的横断面沿X方向不断增加，形成了向周围扩散的锥体状流动场。2射流过渡段断面刚喷出的射流速度仍然是均匀的。沿X方向流动，射流不断带入周围介质，不仅是边界扩张，而且使射流主体的速度逐渐降低。速度为U0的部分（如图A0D锥体）称为射流核心，其余部分速度小于U0。称为边界层。显然，射流边界层从出口开始沿射程不断的向外扩散，带动周围介质进入边界层，同时向射流中心扩展，至某一距离处，边界层扩展到射流轴心线，核心区消失，只有轴心点上速度为。射流这一断面称为过渡断面或转折断面。3射流的起始段与主体段以过渡断面为界，出口断面至过渡断面称为射流起始段。过渡断面以后称为主体段。4圆断面射流与平面射流段名参数名称符号圆断面射流平面射流扩散角34TGA24TGA主体段射流直径或半高度DB006817SD001BSD轴心速度MV04817MVASD0124MVASB流量Q004S0017QSD断面平均流速1V109547VASD10492VASB质量平均流速2V203147VASD108341VS流量Q0200163SRR003QAB断面平均流速1V000202076815ASSRR010042SVAB质量平均流速2V200201763ASSRR200143VAS核心长度NS2NSA01NSAB喷嘴至极点的距离0X0094RX004X起始段收缩角1TGA97TGA二、难点分析1射流的断面平均流速与质量平均流速断面平均流速1QVA，表示射流断面的算术平均值。质量平均流速定义为用V2乘以质量即得真实动量，02QV2温差射流与浓差射流段名参数名称符号圆断面射流平面射流轴心温差MT035147MTASD001324MTASB质量平均温差2203147ASTD2008341TASB轴心浓差M035147MASD003241MASB主体段质量平均浓差22003147ASD2008341ASB质量平均温差2T2200017613ASSRR200143TASB起始段质量平均浓差22200017613ASSRR200143ASB三、习题详解【1】某车间温度为380C，装有圆喷口空气淋浴设备，送风温度为250C，风口距地面高度为4米，希望在地面上15米处造成一个直径为15米的工作区，求工作区中心温度为多少（08A）【解】MARSN5906714800DSD124017350DASTM9235MTC【2】室外空气的射流由位于热车间外墙上离地板70M处的小孔口送入，孔口的尺寸，高035M,长12M，室外空气的温度为100C室内空气温度为200C射流初速度为2M/S，求地板上的温度。假定A012,射流轴心着地。【解】252006XATARYE0B8R610TEMXS58420130BASMCTOM287【3】已知空气淋浴喷口直径03D，要求工作区的射流半径为12M，质量平均流速为3M/S,，设紊流系数08，求（1）喷口和工作区的距离S；（2）喷口流量0Q【解】（1）由射流主体段公式00868147601473353ASSDD2SM起始段长度03361268NDSSAL工作区在射流主体段。以上S计算有效。（2）质量平均流速203147VASUD030861475/232MS喷口流量2230015409/4QDUMS【4】室外空气经过外墙上的扁平形窗口射入室内。窗口高程H6M，窗口高026BM，室外温度0CT，室内温度025CNT，窗口射流速度/US，紊流系数18，求水平射程S6M处的射流质量平均速度，轴线温度和弯曲值。【解】（1）028383210/1644VMSASB（2）005C813MTS00219M（3）5/21/220001/25/2229483578606019HGBTASZAUBMA【5】车间高115M，宽30M，长70M，在端部布置圆形送风口，风口高6M，直径为1M，紊流系数为008，若要求工作区最大回流速度为06M/S。求射流流量，并计算2/VS的射流长度。【解】风口高037HH，射流