最新流体力学课件(白兴睿)

1、第六章 气 体 射 流 2011级 建环一班 白兴睿 1、气体淹没射流（简称为气体淹没射流（简称为气体射流气体射流“）：气体自孔口、管口或条缝向外喷射所形成的流动。 2、紊流射流紊流射流：当出口速度较大 ，流动呈紊流状态时。 3、无限空间射流（又称无限空间射流（又称”自由射流自由射流“) ):出流到无限大空间中，流动不受固体边壁的限制; 4、有限空间射流（又称有限空间射流（又称”受限射流受限射流“）：出流到有限大空间中，流动受固体边壁的限制;明确概念明确概念第一节 无限空间淹没紊流射流的特征 学习内容： 一、过渡断面（又称转折断面）起始段及主体段 二、紊流洗漱及几何特征 三、运动特征 四、动力

2、特征气流字半径为r0的圆断面喷嘴喷出，出口断面上的速度认为均为分布。现以无限空间中圆断面紊流射流为例，讨论射流运动。由于射流喂紊流型，紊流的横向脉动造成射流与周围介质之间不断发生质量、动量交换，带动周围介质流动，是射流的质量流量、射流的横断面积沿x方向不断增加，形成了向周围扩散的椎体状流动场。xssx核 心a起 始 段dm0主 体 段bcf边界层rer00n一、过度断面（又称转折断面）起始段及主体段射流核心射流核心边界层边界层过渡断面（转折断面）过渡断面（转折断面）起始段及主体段起始段及主体段扩散角（极角）扩散角（极角）xssx核 心a起 始 段dm0主 体 段bcf边界层rer00n二、紊流

3、洗漱及几何特征a值确定，射流边界层的外边界线也就确定，射值确定，射流边界层的外边界线也就确定，射流即按一定的扩散角流即按一定的扩散角向前作扩散运动，这就向前作扩散运动，这就是它的几何特征。应用这一特征，对圆断面射是它的几何特征。应用这一特征，对圆断面射流可求出射流半径沿射程的变化规律流可求出射流半径沿射程的变化规律t a n3 . 4k xkaxxssx核心a起始段dm0主体段bcf边界层rer00n根据上图我们可以得出：00000011 3.43.40.294/xsrssasarxr tgrr 可得：可得：又因为又因为00000000/3.4 ()3.4/1/xrs rxsra xsaxrx

4、rtg以直径表示：以直径表示：06.8(0.147)dasddxssx核 心a起 始 段dm0主 体 段bcf边界层rer00n三、紊流射流的运动特征 由两图中可见：无论主体段或起始段内，轴心速度最大，从轴心向边界层边缘，速度逐渐减小至零。 距喷嘴距离越远，即x值增大，边界层厚度越大，而轴心速度则越小，也就是说，随着x的增大，速度分布曲线不断地扁平化了。 注意几个符号的含义：从图从图6-2、6-3可得出：可得出：0.50, , ,cvmmbyy yv v vy用半经验公式表示射流各横截面上的无因次用半经验公式表示射流各横截面上的无因次速度分布为：速度分布为：1.5 21()mvyvryr1.5

5、2(1)mvv可得出y/r从轴心或核心边界到射流外边界的变化范围为01。v/vm从轴心或核心边界到射流边界的变化范围为10。四、紊流射流的动力特征 实验证明：射流中任意点上的静压强均等实验证明：射流中任意点上的静压强均等于周围气体的压强。于周围气体的压强。 因各面上所受静压强均相等，则因各面上所受静压强均相等，则x轴向外力轴向外力之和为零。之和为零。 据动量方程可知，各横截面上动量相等据动量方程可知，各横截面上动量相等动量守恒，这就是射流的动力学特征。动量守恒，这就是射流的动力学特征。+ymrr0-yxsx1221ryyy0 x射流计算式的推证dyy圆断面射流为例应用动量守恒原理截面上动量圆断面射流为例应用动量守恒