流体力学气体射流课件

1、 6 气体射流中国建筑工业出版社 龙天渝主编 6.1 无限空间淹没紊流射流的特征一.射流结构 出流到无限大空间中，流动不受固体边壁的限制，为无限空间射流，又称自由射流。射流的流动特性及结构图：中国建筑工业出版社 龙天渝主编6.1 无限空间淹没紊流射流的特征 二.射流的特性 1. 几何特性： 外边界线为一直线。 紊流系数 是表征射流流动结构的特征系数。它与出口断面上紊流强度有关，紊流强度越大。各种不同形状喷嘴的紊流系数和扩散角的实测值列于表6-1。中国建筑工业出版社 龙天渝主编6.1 无限空间淹没紊流射流的特征2.运动特征：速度分布具有相似性。 特留彼尔在轴对称射流主体段的实验结果，以及阿勃拉莫

2、维奇在起始段内的测定结果，见图6-2（a）及图6-3（a）。中国建筑工业出版社 龙天渝主编6.1 无限空间淹没紊流射流的特征中国建筑工业出版社 龙天渝主编6.1 无限空间淹没紊流射流的特征3.动力特征 射流中的压强与周围流体中的压强相等。 可得各横截面上轴向动量相等动量守恒，动量守恒方程式为：中国建筑工业出版社 龙天渝主编6.2 圆断面射流的运动分析1.轴心速度vm说明了无因次轴心速度与无因次距离 成反比。2.断面流量QV3.断面平均流速v1中国建筑工业出版社 龙天渝主编6.2 圆断面射流的运动分析5.起始段核心长度sn及核心收缩角6.起始段流量QV4.质量平均流速v2中国建筑工业出版社 龙天

3、渝主编6.2 圆断面射流的运动分析8.起始段质量平均流速v27.起始段断面平均流速v1中国建筑工业出版社 龙天渝主编6.3 平面射流 气体从狭长缝隙中外射运动时，射流在条缝长度方向几乎无扩散运动，只能在垂直条缝长度的各个平面上扩散运动。这种流动称为平面射流。从表6-3中可看出，各无因次参数对平面射流来说，都与 无因次距离有关。和圆断面射流相比，流量沿程的增加、流速沿程的衰减都要慢些。中国建筑工业出版社 龙天渝主编中国建筑工业出版社 龙天渝主编中国建筑工业出版社 龙天渝主编6.4 温差或浓度差射流一.特点：1.温度边界层与速度边界层不重合。 2.射流发生弯曲。中国建筑工业出版社 龙天渝主编6.4

4、 温差或浓度差射流 二.特性: 1.温差特性： 试验得出，截面上温差（浓度差分布）分布具有相似性。 与速度分布关系如下： 2.热力特性：在等压下，相对于周围气体焓不变。中国建筑工业出版社 龙天渝主编6.4 温差或浓度差射流1.轴心温差2.质量平均温差 定义：中国建筑工业出版社 龙天渝主编6.4 温差或浓度差射流3.起始段质量平均温差 对于浓差射流其规律与温差射流相同。所以温差射流公式完全适用与浓差射流。见表6-4。中国建筑工业出版社 龙天渝主编6.4 温差或浓度差射流中国建筑工业出版社 龙天渝主编6.4 温差或浓度差射流中国建筑工业出版社 龙天渝主编6.4 温差或浓度差射流 三.射流弯曲 温差射流或浓差射流由于密度与周围密度不同，所受的重力与浮力不相平衡，使整个射流将发生向下或向上弯曲。通过推导可得出无因次轨迹方程为中国建筑工业出版社 龙天渝主编6.4 温差或浓度差射流例6-3工作地点质量平均风速要求3m/s，工作面直径D=2.5m送风温度为15，车间空气温度30 ，要求工作地点的质量平均温度降到25 ，采用带导叶的轴流风机，紊流系数 =0.12。求（1）风口的直径及速度;（2）风口到工作面的距离。解温差 =15-30=-15 得 代入下式中国建筑工