第六章 氣體射流ppt課件

1、任課教師：康亞明任課教師：康亞明窮究于理，成就與工窮究于理，成就與工2019年年5月月27日日中心問(wèn)題中心問(wèn)題1： 管路的串聯(lián)與并聯(lián)管路的串聯(lián)與并聯(lián)一、串聯(lián)管路一、串聯(lián)管路1.1.各管段的流量相等各管段的流量相等2.2.總損失等于各段管道中損失之和總損失等于各段管道中損失之和321QQQQ21 3123llllhSQhhh221SSSS222112233SQS QS Q串聯(lián)管路的兩類(lèi)計(jì)算問(wèn)題串聯(lián)管路的兩類(lèi)計(jì)算問(wèn)題ABH211知串聯(lián)管道的流量知串聯(lián)管道的流量Q，求總水頭，求總水頭H ；2知總水頭知總水頭H，求串聯(lián)管道的流量，求串聯(lián)管道的流量Q 。知道電流知道電流求電阻求電阻知道電阻知道電阻求電流

2、求電流3211111SSSS311323321221;SSQQSSQQSSQQ123123111:Q Q QSSS- - 并聯(lián)管路流量分配規(guī)律并聯(lián)管路流量分配規(guī)律兩類(lèi)計(jì)算問(wèn)題兩類(lèi)計(jì)算問(wèn)題AQQ1 d1 hl1Q2 d2 hl2Q3 d3 hl3BQ1知知A點(diǎn)和點(diǎn)和B點(diǎn)的靜水頭線高度即測(cè)壓管水頭點(diǎn)的靜水頭線高度即測(cè)壓管水頭z+p/)， 求總流量求總流量Q；2 2知總流量知總流量Q Q，求各分管道中的流量及能量損失。，求各分管道中的流量及能量損失。1. 景象：景象： 能量守恒觀念：能量耗費(fèi)的過(guò)程能量守恒觀念：能量耗費(fèi)的過(guò)程 動(dòng)量定理觀念：動(dòng)量轉(zhuǎn)化為沖量的過(guò)程動(dòng)量定理觀念：動(dòng)量轉(zhuǎn)化為沖量的過(guò)程 內(nèi)在

3、緣由：液體有慣性和緊縮性內(nèi)在緣由：液體有慣性和緊縮性 外在緣由：液流速忽然發(fā)生變化外在緣由：液流速忽然發(fā)生變化 在流體有壓管道中，某種緣由忽然使液流速度發(fā)在流體有壓管道中，某種緣由忽然使液流速度發(fā)生變化，引起壓強(qiáng)大幅度動(dòng)搖的景象，稱(chēng)為水擊。生變化，引起壓強(qiáng)大幅度動(dòng)搖的景象，稱(chēng)為水擊。水擊壓強(qiáng)可達(dá)管中正常壓強(qiáng)的幾十甚至幾百倍。水擊壓強(qiáng)可達(dá)管中正常壓強(qiáng)的幾十甚至幾百倍。2. 產(chǎn)生緣由產(chǎn)生緣由 產(chǎn)生噪聲產(chǎn)生噪聲 產(chǎn)生振動(dòng)猛烈產(chǎn)生振動(dòng)猛烈 破壞閥門(mén)破壞閥門(mén) 管道斷裂走漏管道斷裂走漏 管道爆裂管道爆裂 水泵受損水泵受損 壓力表彈性元件塑性變形壓力表彈性元件塑性變形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延伸閥門(mén)的啟、閉時(shí)間盡延伸閥門(mén)的啟、閉時(shí)間盡量減短管道長(zhǎng)度量減短管道長(zhǎng)度防止發(fā)生直接水擊防止發(fā)生直接水擊2 2加大管徑，限制流速加大管徑，限制流速降低降低pmaxpmax3 3在管道中的閥門(mén)前安裝溢在管道中的閥門(mén)前安裝溢流閥液體平安閥或調(diào)壓塔流閥液體平安閥或調(diào)壓塔排放超出平安許用的壓強(qiáng)脈沖排放超出平安許用的壓強(qiáng)脈沖4 4在管道中的閥門(mén)前安裝蓄在管道中的閥門(mén)前安裝蓄壓器，貯氣罐等，或在低壓管壓器，貯氣罐等，或在低壓管中接一橡膠管段。中接一橡膠管段。吸收水擊能量加大管系的彈性，吸收水擊能量加大管系的彈性，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 氣體射流氣體射流射流的運(yùn)用射流泵一、射流泵的任務(wù)原理噴漿二、射流泵的分類(lèi)三、射流流動(dòng)構(gòu)造XSSX核心A起始段DM0主體段BCF邊界層REr00n6-1 無(wú)限空間淹沒(méi)紊流射流的特征無(wú)限空間淹沒(méi)紊流射流的特征3.4KxtgKax0BKx紊流系數(shù)與出口紊流系數(shù)與出口斷面上紊流強(qiáng)度斷面上紊流強(qiáng)度有關(guān)，也與出口有關(guān)，也與出口斷面上速度分布斷面上速度分布的均勻性有關(guān)。的均勻性有關(guān)。射流構(gòu)造射流構(gòu)造XSSX核心A起始段DM0主體段BCF邊界層REr00n紊流系數(shù)紊流系數(shù)2a2 5 2 02 7 1 0oo29 00o4 4 3 06 8 3 0oo紊流系數(shù)紊流

6、系數(shù)2a7 8 4 0o2 9 3 0o3 2 1 0o4 1 2 0o 從表中數(shù)值可知從表中數(shù)值可知, ,噴嘴上安裝不同方式的噴嘴上安裝不同方式的風(fēng)板柵欄風(fēng)板柵欄, ,那么出口截面上氣流的擾動(dòng)紊亂程那么出口截面上氣流的擾動(dòng)紊亂程度不同度不同, ,因此紊流系數(shù)也就不同。擾動(dòng)大的紊因此紊流系數(shù)也就不同。擾動(dòng)大的紊流系數(shù)值增大，分散角也增大。流系數(shù)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 體 段BCF邊界層REr00n06.8(0.147)Dasdd00000011 3.43.40.294/xsRssasarxrtgrr 00000000/3.4 (

7、)3.4/1/xrs rxsRa xsaxrxrtg又又以直徑表示以直徑表示:yR1.52(1)m1.5 21 () myRm+yMrR0-yxsx1221Ryyy0 x射流計(jì)算式的推證dyy220000Qr 圓斷面射流為例運(yùn)用動(dòng)量守恒原理截面上圓斷面射流為例運(yùn)用動(dòng)量守恒原理截面上動(dòng)量流量為：動(dòng)量流量為： 恣意橫截面上的動(dòng)量流量那么需積分：恣意橫截面上的動(dòng)量流量那么需積分：20022RRydyydy 動(dòng)量守恒式：動(dòng)量守恒式：2220002Rrydy 02220002Rrydy 22mR1222000() ()2()()mmryydRvRR6-2 圓斷面射流的運(yùn)動(dòng)分析圓斷面射流的運(yùn)動(dòng)分析00mm

8、運(yùn)用半閱歷公式代入：運(yùn)用半閱歷公式代入：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再將射流半徑再將射流半徑R R沿程變化規(guī)律：沿程變化規(guī)律： 闡明了無(wú)因次軸心速度與無(wú)因次間隔闡明了無(wú)因次軸心速度與無(wú)因次間隔 成反比的的規(guī)律。成反比的的規(guī)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 體 段BCF邊界層REr00n3.4tga2.44tga主體段主體段006.80.147Dasdd002.440.41basbbDb射流參數(shù)的計(jì)算射流參數(shù)的計(jì)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紊流系數(shù)紊流系數(shù)2a25 2027 10oo29 00o4 4 3 06 8 3 0oo000.480.147mvasvd004.40.147QasQd紊流系數(shù)紊流系數(shù)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：由計(jì)算可知主體段內(nèi)的軸心速度分析：由計(jì)算可知主體段內(nèi)的軸心速度 小于中心速小于中心速度度 ；比較；比較 、 可以看出可以看出,用質(zhì)量平均速度代表運(yùn)用用質(zhì)量平均速度代表運(yùn)用區(qū)的流速要比斷面平均流速更適宜。區(qū)的流速

13、要比斷面平均流速更適宜。m012關(guān)鍵問(wèn)題關(guān)鍵問(wèn)題1： 射流的分類(lèi)射流的分類(lèi)射流構(gòu)造射流構(gòu)造XSSX核 心A起 始 段DM0主 體 段BCF邊界層REr00n關(guān)鍵問(wèn)題關(guān)鍵問(wèn)題2： 射流的構(gòu)造射流的構(gòu)造tan3.4Ka a值確定，射流邊值確定，射流邊境層的外邊境限也境層的外邊境限也就確定，射流即按就確定，射流即按一定的分散角向前一定的分散角向前作分散運(yùn)動(dòng)，這就作分散運(yùn)動(dòng)，這就是它的幾何特征。是它的幾何特征。運(yùn)用這一特征，對(duì)運(yùn)用這一特征，對(duì)圓斷面射流可求出圓斷面射流可求出射流半徑沿射程的射流半徑沿射程的變化規(guī)律變化規(guī)律XSSX核 心A起 始 段DM0主 體 段BCF邊界層REr00n關(guān)鍵問(wèn)題關(guān)鍵問(wèn)題

14、3： 紊流射流的幾何特征紊流射流的幾何特征00000000/3.4 ()3.4/1/xrs rxsRa xsaxrxrtg06.8(0.147)Dasdd00000011 3.43.40.294/xsRssasarxrtgrr 又又以直徑表示以直徑表示XSSX核心A起始段DM0主體段BCF邊界層REr00nyR1.52(1)m1.5 21 () myRm關(guān)鍵問(wèn)題關(guān)鍵問(wèn)題4： 紊流射流的運(yùn)動(dòng)特征紊流射流的運(yùn)動(dòng)特征關(guān)鍵問(wèn)題關(guān)鍵問(wèn)題5： 紊流射流的動(dòng)力特征紊流射流的動(dòng)力特征+yMrR0-yxsx1221Ryyy0 x射流計(jì)算式的推證dyy220000Qr 圓斷面射流為例運(yùn)用動(dòng)量守恒原理截面上圓斷面射流為例運(yùn)用動(dòng)量守恒原理截面上動(dòng)量流量為：動(dòng)