流體力學(xué)龍?zhí)煊鍤怏w射流第1頁，共26頁，2023年，2月20日，星期日第一節(jié)無限空間淹沒紊流射流的特征出流到無限大空間中，流動(dòng)不受固體邊壁的限制，為無限空間射流，又稱自由射流。射流的流動(dòng)特性及結(jié)構(gòu)圖：第2頁，共26頁，2023年，2月20日，星期日紊流系數(shù)及幾何特征紊流系數(shù)是表征射流流動(dòng)結(jié)構(gòu)的特征系數(shù)。它與出口斷面上紊流強(qiáng)度有關(guān)，紊流強(qiáng)度越大。各種不同形狀噴嘴的紊流系數(shù)和擴(kuò)散角的實(shí)測值列于表6-1。第3頁，共26頁，2023年，2月20日，星期日運(yùn)動(dòng)特征特留彼爾在軸對稱射流主體段的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，以及阿勃拉莫維奇在起始段內(nèi)的測定結(jié)果，見圖6-2（a）及圖6-3（a）：第4頁，共26頁，2023年，2月20日，星期日從兩圖中可見，無論主體段或起始段內(nèi)，軸心速度最大,從軸心向邊界層邊緣，速度逐漸減小至零。隨著x的增大，速度分布曲線不斷地扁平化。通過用無因次量處理上述兩圖可得圖6-2（b）、圖6-3（b）的曲線?？煽闯龈鹘孛嫔纤俣确植嫉南嗨菩?。第5頁，共26頁，2023年，2月20日，星期日動(dòng)力特征取圖6-5中1-1、2-2所截的一段射流脫離體，分析其上受力情況，可知各橫截面上軸向動(dòng)量相等——?jiǎng)恿渴睾悖@就是射流的動(dòng)力學(xué)特征。所列動(dòng)量守恒式：第6頁，共26頁，2023年，2月20日，星期日第二節(jié)圓斷面射流的運(yùn)動(dòng)分析一、軸心速度vm說明了無因次軸心速度與無因次距離成反比。二、斷面流量QV三、斷面平均流速v1第7頁，共26頁，2023年，2月20日，星期日五、起始段核心長度sn及核心收縮角六、起始段流量QV四、質(zhì)量平均流速v2第8頁，共26頁，2023年，2月20日，星期日八、起始段質(zhì)量平均流速v2七、起始段斷面平均流速v1第9頁，共26頁，2023年，2月20日，星期日氣體從狹長縫隙中外射運(yùn)動(dòng)時(shí)，射流在條縫長度方向幾乎無擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)，只能在垂直條縫長度的各個(gè)平面上擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)。這種流動(dòng)稱為平面射流。從表6-3中可看出，各無因次參數(shù)對平面射流來說，都與無因次距離有關(guān)。和圓斷面射流相比，流量沿程的增加、流速沿程的衰減都要慢些。第10頁，共26頁，2023年，2月20日，星期日第11頁，共26頁，2023年，2月20日，星期日第12頁，共26頁，2023年，2月20日，星期日試驗(yàn)得出，截面上溫差分布，濃度差分布與速度分布關(guān)系如下：圖6-6（b）為上述式子的反映。一、軸心溫差二、質(zhì)量平均溫差第13頁，共26頁，2023年，2月20日，星期日第14頁，共26頁，2023年，2月20日，星期日三、起始段質(zhì)量平均溫差對于濃差射流其規(guī)律與溫差射流相同。所以溫差射流公式完全適用與濃差射流。見表6-4。第15頁，共26頁，2023年，2月20日，星期日第16頁，共26頁，2023年，2月20日，星期日第17頁，共26頁，2023年，2月20日，星期日四、射流彎曲溫差射流或濃差射流由于密度與周圍密度不同，所受的重力與浮力不相平衡，使整個(gè)射流將發(fā)生向下或向上彎曲。通過推導(dǎo)可得出無因次軌跡方程為對于平面射流，有式中，式中，為阿基米德準(zhǔn)數(shù)，于是上式變?yōu)榈?8頁，共26頁，2023年，2月20日，星期日[例6-3]工作地點(diǎn)質(zhì)量平均風(fēng)速要求3m/s，工作面直徑D=2.5m送風(fēng)溫度為15℃，車間空氣溫度30℃，要求工作地點(diǎn)的質(zhì)量平均溫度降到25℃，采用帶導(dǎo)葉的軸流風(fēng)機(jī)，紊流系數(shù)=0.12。求（1）風(fēng)口的直徑及速度;（2）風(fēng)口到工作面的距離。[解]溫差=15-30=-15℃求出代入下式第19頁，共26頁，2023年，2月20日，星期日所以工作地點(diǎn)質(zhì)量平均風(fēng)速要求3m/s因?yàn)樗燥L(fēng)口到工作面距離s可用下式求出第20頁，共26頁，2023年，2月20日，星期日一、旋轉(zhuǎn)射流概述氣流通過具有旋流作用的噴嘴外射運(yùn)動(dòng)。氣流本身一面旋轉(zhuǎn)，一面向周圍介質(zhì)中擴(kuò)散前進(jìn)，這就形成了旋轉(zhuǎn)射流。二、旋轉(zhuǎn)射流的流速分布如圖6-10三、旋轉(zhuǎn)射流的壓強(qiáng)分布圖6-13反映了無因次壓強(qiáng)的變化第21頁，共26頁，2023年，2月20日，星期日第22頁，共26頁，2023年，2月20日，星期日四、旋轉(zhuǎn)強(qiáng)度旋轉(zhuǎn)強(qiáng)度的定義式中L0——流體進(jìn)入旋流器時(shí)，相對于旋轉(zhuǎn)軸的動(dòng)量矩；

K0——旋流器出口斷面上的平均動(dòng)量；

d——旋流器出口斷面直徑。圖6-14中比較了不同的射流的無因次速度沿射流軸向的變化情況；圖6-15是在不同的值下，無因次流量變化曲線。第23頁，共26頁，2023年，2月20日，星期日第24頁，共26頁，2023年，2月20日，星期日第25頁，共26頁，2023年，2月20日，星期日四、無因次流量及無因次流量計(jì)算的計(jì)算公式為回流流量，定義為圖6-16給出了無因次回流流量沿?zé)o因次距離的變化情況。對比不同值