第六章 气体射流ppt课件

1、任课教师：康亚明任课教师：康亚明穷究于理，成就与工穷究于理，成就与工2019年年5月月27日日中心问题中心问题1： 管路的串联与并联管路的串联与并联一、串联管路一、串联管路1.1.各管段的流量相等各管段的流量相等2.2.总损失等于各段管道中损失之和总损失等于各段管道中损失之和321QQQQ21 3123llllhSQhhh221SSSS222112233SQS QS Q串联管路的两类计算问题串联管路的两类计算问题ABH211知串联管道的流量知串联管道的流量Q，求总水头，求总水头H ；2知总水头知总水头H，求串联管道的流量，求串联管道的流量Q 。知道电流知道电流求电阻求电阻知道电阻知道电阻求电流

2、求电流3211111SSSS311323321221;SSQQSSQQSSQQ123123111:Q Q QSSS- - 并联管路流量分配规律并联管路流量分配规律两类计算问题两类计算问题AQQ1 d1 hl1Q2 d2 hl2Q3 d3 hl3BQ1知知A点和点和B点的静水头线高度即测压管水头点的静水头线高度即测压管水头z+p/)， 求总流量求总流量Q；2 2知总流量知总流量Q Q，求各分管道中的流量及能量损失。，求各分管道中的流量及能量损失。1. 景象：景象： 能量守恒观念：能量耗费的过程能量守恒观念：能量耗费的过程 动量定理观念：动量转化为冲量的过程动量定理观念：动量转化为冲量的过程 内在

3、缘由：液体有惯性和紧缩性内在缘由：液体有惯性和紧缩性 外在缘由：液流速忽然发生变化外在缘由：液流速忽然发生变化 在流体有压管道中，某种缘由忽然使液流速度发在流体有压管道中，某种缘由忽然使液流速度发生变化，引起压强大幅度动摇的景象，称为水击。生变化，引起压强大幅度动摇的景象，称为水击。水击压强可达管中正常压强的几十甚至几百倍。水击压强可达管中正常压强的几十甚至几百倍。2. 产生缘由产生缘由 产生噪声产生噪声 产生振动猛烈产生振动猛烈 破坏阀门破坏阀门 管道断裂走漏管道断裂走漏 管道爆裂管道爆裂 水泵受损水泵受损 压力表弹性元件塑性变形压力表弹性元件塑性变形3. 3. 危害：危害：4. 4. 消除

4、和防止措施消除和防止措施方法方法原理原理1 1延伸阀门的启、闭时间尽延伸阀门的启、闭时间尽量减短管道长度量减短管道长度防止发生直接水击防止发生直接水击2 2加大管径，限制流速加大管径，限制流速降低降低pmaxpmax3 3在管道中的阀门前安装溢在管道中的阀门前安装溢流阀液体平安阀或调压塔流阀液体平安阀或调压塔排放超出平安许用的压强脉冲排放超出平安许用的压强脉冲4 4在管道中的阀门前安装蓄在管道中的阀门前安装蓄压器，贮气罐等，或在低压管压器，贮气罐等，或在低压管中接一橡胶管段。中接一橡胶管段。吸收水击能量加大管系的弹性，吸收水击能量加大管系的弹性，降低降低a a值，使值，使pmaxpmax下降。

5、下降。消除和防止措施消除和防止措施第六章第六章 气体射流气体射流射流的运用射流泵一、射流泵的任务原理喷浆二、射流泵的分类三、射流流动构造XSSX核心A起始段DM0主体段BCF边界层REr00n6-1 无限空间淹没紊流射流的特征无限空间淹没紊流射流的特征3.4KxtgKax0BKx紊流系数与出口紊流系数与出口断面上紊流强度断面上紊流强度有关，也与出口有关，也与出口断面上速度分布断面上速度分布的均匀性有关。的均匀性有关。射流构造射流构造XSSX核心A起始段DM0主体段BCF边界层REr00n紊流系数紊流系数2a2 5 2 02 7 1 0oo29 00o4 4 3 06 8 3 0oo紊流系数紊流

6、系数2a7 8 4 0o2 9 3 0o3 2 1 0o4 1 2 0o 从表中数值可知从表中数值可知, ,喷嘴上安装不同方式的喷嘴上安装不同方式的风板栅栏风板栅栏, ,那么出口截面上气流的扰动紊乱程那么出口截面上气流的扰动紊乱程度不同度不同, ,因此紊流系数也就不同。扰动大的紊因此紊流系数也就不同。扰动大的紊流系数值增大，分散角也增大。流系数值增大，分散角也增大。由由tan3.4Ka可知：可知：XSSX核 心A起 始 段DM0主 体 段BCF边界层REr00n06.8(0.147)Dasdd00000011 3.43.40.294/xsRssasarxrtgrr 00000000/3.4 (

7、)3.4/1/xrs rxsRa xsaxrxrtg又又以直径表示以直径表示:yR1.52(1)m1.5 21 () myRm+yMrR0-yxsx1221Ryyy0 x射流计算式的推证dyy220000Qr 圆断面射流为例运用动量守恒原理截面上圆断面射流为例运用动量守恒原理截面上动量流量为：动量流量为： 恣意横截面上的动量流量那么需积分：恣意横截面上的动量流量那么需积分：20022RRydyydy 动量守恒式：动量守恒式：2220002Rrydy 02220002Rrydy 22mR1222000() ()2()()mmryydRvRR6-2 圆断面射流的运动分析圆断面射流的运动分析00mm

8、运用半阅历公式代入：运用半阅历公式代入：1.5 21 () myR1222000() ()2()()mmryydRRRm22B1202 ()md 10()nnmBd 10()nnmCdBn和和Cn值值2200222 0.0464mrvBRv003.28mvrvR0000.9650.480.960.2940.147masasaxrd再将射流半径再将射流半径R R沿程变化规律：沿程变化规律： 阐明了无因次轴心速度与无因次间隔阐明了无因次轴心速度与无因次间隔 成反比的的规律。成反比的的规律。x03.4Raxr003.40.294Rasrr0000,mmyy RrR r00200000022RRmyd

9、yQyyrdQrrr 002.20.294QasQr0QQ0100,QQAA2001000QArQQ AQR101000.190.190.294asa xr100.96ma x002QQ 020000.45450.230.45450.2940.147QasasQaxrd20200.96max20.47m121200.672nrsa01.49nrtgaSXSSX核 心A起 始 段DM0主 体 段BCF边界层REr00n3.4tga2.44tga主体段主体段006.80.147Dasdd002.440.41basbbDb射流参数的计算射流参数的计算m000.480.147mvasvd001.20.

10、41mvvasb004.40.147QasQd001.20.41QasQb1000.0950.147vasvd1000.4920.41vvasb2000.230.147vasvd2000.8330.41vvasb12220001 0.761.32QasasQrr 0010.43QasQb 200120001 0.761.321 6.811.56asasrrasasrr01001 0.4312.44asbasb2200011 0.761.32asasrr20011 0.43asbQ1ns00.672nrsa01.03nbsa000.41bxa1.49tga0 x000.294rxa0.97tga

11、00.672nrsa紊流系数紊流系数2a25 2027 10oo29 00o4 4 3 06 8 3 0oo000.480.147mvasvd004.40.147QasQd紊流系数紊流系数2a25 2027 10oo29 00o4 4 3 06 8 3 0oo006.80.147Dasdd00.672nrsa2200011 0.761.32vvasasrrmarsn26. 108. 015. 0672. 0672. 00mssn1 . 2mrrasR721. 015. 0294. 015. 01 . 208. 04 . 3294. 04 . 300smdQ/785. 73 . 014. 345

12、5. 04220001ma2nssmdasm/285. 5785. 7147. 03 . 01 . 208. 048. 0147. 048. 000smdas/046. 1785. 7147. 03 . 01 . 208. 0095. 0147. 0095. 0001smdas/533. 2785. 7147. 03 . 01 . 208. 023. 0147. 023. 0002分析：由计算可知主体段内的轴心速度分析：由计算可知主体段内的轴心速度 小于中心速小于中心速度度 ；比较；比较 、 可以看出可以看出,用质量平均速度代表运用用质量平均速度代表运用区的流速要比断面平均流速更适宜。区的流速

13、要比断面平均流速更适宜。m012关键问题关键问题1： 射流的分类射流的分类射流构造射流构造XSSX核 心A起 始 段DM0主 体 段BCF边界层REr00n关键问题关键问题2： 射流的构造射流的构造tan3.4Ka a值确定，射流边值确定，射流边境层的外边境限也境层的外边境限也就确定，射流即按就确定，射流即按一定的分散角向前一定的分散角向前作分散运动，这就作分散运动，这就是它的几何特征。是它的几何特征。运用这一特征，对运用这一特征，对圆断面射流可求出圆断面射流可求出射流半径沿射程的射流半径沿射程的变化规律变化规律XSSX核 心A起 始 段DM0主 体 段BCF边界层REr00n关键问题关键问题

14、3： 紊流射流的几何特征紊流射流的几何特征00000000/3.4 ()3.4/1/xrs rxsRa xsaxrxrtg06.8(0.147)Dasdd00000011 3.43.40.294/xsRssasarxrtgrr 又又以直径表示以直径表示XSSX核心A起始段DM0主体段BCF边界层REr00nyR1.52(1)m1.5 21 () myRm关键问题关键问题4： 紊流射流的运动特征紊流射流的运动特征关键问题关键问题5： 紊流射流的动力特征紊流射流的动力特征+yMrR0-yxsx1221Ryyy0 x射流计算式的推证dyy220000Qr 圆断面射流为例运用动量守恒原理截面上圆断面射流为例运用动量守恒原理截面上动量流量为：动