最新流體力學(xué)課件(白興睿)

1、第六章 氣 體 射 流 2011級(jí) 建環(huán)一班 白興睿 1、氣體淹沒射流（簡(jiǎn)稱為氣體淹沒射流（簡(jiǎn)稱為氣體射流氣體射流“）：氣體自孔口、管口或條縫向外噴射所形成的流動(dòng)。 2、紊流射流紊流射流：當(dāng)出口速度較大 ，流動(dòng)呈紊流狀態(tài)時(shí)。 3、無(wú)限空間射流（又稱無(wú)限空間射流（又稱”自由射流自由射流“) ):出流到無(wú)限大空間中，流動(dòng)不受固體邊壁的限制; 4、有限空間射流（又稱有限空間射流（又稱”受限射流受限射流“）：出流到有限大空間中，流動(dòng)受固體邊壁的限制;明確概念明確概念第一節(jié) 無(wú)限空間淹沒紊流射流的特征 學(xué)習(xí)內(nèi)容： 一、過(guò)渡斷面（又稱轉(zhuǎn)折斷面）起始段及主體段 二、紊流洗漱及幾何特征 三、運(yùn)動(dòng)特征 四、動(dòng)力

2、特征氣流字半徑為r0的圓斷面噴嘴噴出，出口斷面上的速度認(rèn)為均為分布。現(xiàn)以無(wú)限空間中圓斷面紊流射流為例，討論射流運(yùn)動(dòng)。由于射流喂紊流型，紊流的橫向脈動(dòng)造成射流與周圍介質(zhì)之間不斷發(fā)生質(zhì)量、動(dòng)量交換，帶動(dòng)周圍介質(zhì)流動(dòng)，是射流的質(zhì)量流量、射流的橫斷面積沿x方向不斷增加，形成了向周圍擴(kuò)散的椎體狀流動(dòng)場(chǎng)。xssx核 心a起 始 段dm0主 體 段bcf邊界層rer00n一、過(guò)度斷面（又稱轉(zhuǎn)折斷面）起始段及主體段射流核心射流核心邊界層邊界層過(guò)渡斷面（轉(zhuǎn)折斷面）過(guò)渡斷面（轉(zhuǎn)折斷面）起始段及主體段起始段及主體段擴(kuò)散角（極角）擴(kuò)散角（極角）xssx核 心a起 始 段dm0主 體 段bcf邊界層rer00n二、紊流

3、洗漱及幾何特征a值確定，射流邊界層的外邊界線也就確定，射值確定，射流邊界層的外邊界線也就確定，射流即按一定的擴(kuò)散角流即按一定的擴(kuò)散角向前作擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)，這就向前作擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)，這就是它的幾何特征。應(yīng)用這一特征，對(duì)圓斷面射是它的幾何特征。應(yīng)用這一特征，對(duì)圓斷面射流可求出射流半徑沿射程的變化規(guī)律流可求出射流半徑沿射程的變化規(guī)律t a n3 . 4k xkaxxssx核心a起始段dm0主體段bcf邊界層rer00n根據(jù)上圖我們可以得出：00000011 3.43.40.294/xsrssasarxr tgrr 可得：可得：又因?yàn)橛忠驗(yàn)?0000000/3.4 ()3.4/1/xrs rxsra xsaxrx

4、rtg以直徑表示：以直徑表示：06.8(0.147)dasddxssx核 心a起 始 段dm0主 體 段bcf邊界層rer00n三、紊流射流的運(yùn)動(dòng)特征 由兩圖中可見：無(wú)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。 距噴嘴距離越遠(yuǎn)，即x值增大，邊界層厚度越大，而軸心速度則越小，也就是說(shuō)，隨著x的增大，速度分布曲線不斷地扁平化了。 注意幾個(gè)符號(hào)的含義：從圖從圖6-2、6-3可得出：可得出：0.50, , ,cvmmbyy yv v vy用半經(jīng)驗(yàn)公式表示射流各橫截面上的無(wú)因次用半經(jīng)驗(yàn)公式表示射流各橫截面上的無(wú)因次速度分布為：速度分布為：1.5 21()mvyvryr1.5

5、2(1)mvv可得出y/r從軸心或核心邊界到射流外邊界的變化范圍為01。v/vm從軸心或核心邊界到射流邊界的變化范圍為10。四、紊流射流的動(dòng)力特征 實(shí)驗(yàn)證明：射流中任意點(diǎn)上的靜壓強(qiáng)均等實(shí)驗(yàn)證明：射流中任意點(diǎn)上的靜壓強(qiáng)均等于周圍氣體的壓強(qiáng)。于周圍氣體的壓強(qiáng)。 因各面上所受靜壓強(qiáng)均相等，則因各面上所受靜壓強(qiáng)均相等，則x軸向外力軸向外力之和為零。之和為零。 據(jù)動(dòng)量方程可知，各橫截面上動(dòng)量相等據(jù)動(dòng)量方程可知，各橫截面上動(dòng)量相等動(dòng)量守恒，這就是射流的動(dòng)力學(xué)特征。動(dòng)量守恒，這就是射流的動(dòng)力學(xué)特征。+ymrr0-yxsx1221ryyy0 x射流計(jì)算式的推證dyy圓斷面射流為例應(yīng)用動(dòng)量守恒原理截面上動(dòng)量圓斷面射流為例應(yīng)用動(dòng)量守恒