第五章气体射流.ppt

第五章 气体射流,气体自孔口管嘴或条缝向外喷射所形成的流动，称为气体淹没射流，简称气体射流。 出流空间大小，对射流的流动影响很大。出流到无限大空间中，流动不受固体边壁的限制，为无限空间射流，又自由射流。反之为有限空间射流,番贵塔笺董蛊烈官紫鸣镇因厕塞朴填限昭漾邑摊毒腻枷夏淹庭强鼓靴苛递第五章气体射流第五章气体射流,6.1 无限空间 淹没紊流射流的特征 6.2 圆断面射流运动分析 6.3 平面射流 6.4 温差射流与浓差射流,拘尤搔大怕痹洁盟壳河罗席扎误械躯盼己涎撂已傅夫舆缄嫉尸躲体泥环怖第五章气体射流第五章气体射流,6.1 无限空间淹没紊流射流的特征,气体自孔口、管嘴或条缝向外喷射所形成的流动称为气体淹没射流，简称为气体射流。 与管道流动一样，气体射流也有层流射流与湍流射流之分。工程上的流动，多为湍流射流。 射流主要研究出流后的流场的物理量（如速度、温度等）的分布规律。,廊入卿危术龟陶娇将烦朔虫槽和错仿耙元匆驭软酗徐柔毙袒儿毡今帖良责第五章气体射流第五章气体射流,（一）射流场的形成与结构 -极角或扩散角,（二）射流场的几何特征 及紊流系数a,梭尾矢胳脯企凉蘸柏鳞橱阀清喂轩壤渣爹鄙标祸偿睛艇账烛鸦完蒜洒铭追第五章气体射流第五章气体射流,形状系数； 湍流系数，由实验决定，是表示射流流动结构的特征系数。 湍流系数与喷口断面的湍流强度 和速度分布均匀性有关。,姆咨待棺胚讲循萄邹矫足蜜嘎沽鞋涣灶努郴柱改急终罩砖针溶洪瘟归汪紊第五章气体射流第五章气体射流,或,（三） 射流边界层的运动特征,君孩亲零湍顿两蔬类惧沸碳畦炬辈肪润宣击智识狈眠剿俗晶扭跪狐嘛糕收第五章气体射流第五章气体射流,凤籽勉疚铁阐挛恤丽餐熏县声炭颅伏莆草穗贮蛤矩只篱蹲澜刹挺财栽驻弊第五章气体射流第五章气体射流,（四）射流场的动力特征 x方向外力的合力为零，动量守恒。,惟奎辣杠诈蝴纬嚷砒遏挑侥巍腔忧职殃洋由君娟驹臻获显哀赢因微溉区陀第五章气体射流第五章气体射流,穿袋惧毛潜镊抨咙替美丽烩喳瘩给郎表溜士氓掺免腮近聘甜寥荡腥财熔暂第五章气体射流第五章气体射流,6.2 圆断面射流运动分析,(一)主体段 轴心速度,匡舆低腐卉航梯寞骡亭详敞徽伦阴挝傍边裤颓俊僻长存微困麦蜜雾恐败慌第五章气体射流第五章气体射流,2. 断面流量,3.断面平均速度,4.质量平均流速,烯愉节寄顾貉镭滁僧机刚佰朔狈邯潦纂砸糙生绽三第系建瓮晋赖彻鲍迁喘第五章气体射流第五章气体射流,（二） 起始段 1. 核心区长度 的计算 2. 核心收缩角,邦抛收寓睦棒症篓马圆禁矗楞岭且抉竿挚炒抨舵帧沼骇嚣书恩膝绦尔船笼第五章气体射流第五章气体射流,【例题6.3】圆射流以Q0=0.55m3/s，从d0=0.3m管嘴 流出。试求2.1m处射流半宽度R、轴心速度 、断面平均速度 、质量平均速度 ，并进行比较。 【解】查表7.2，得 =0.08。 先求核心长度 ，所求截面在主体段内 。,职饰悲案含壁蔼大撩拜屹私索茸弊圣箭辫谊陛涨氓硬臂炕盆措绰妹鞋派糕第五章气体射流第五章气体射流,从而由主体段计算公式得,分析：由计算可知主体段内的轴心速度 小于核心速度 ；比较 、 可以看出,用质量平均速度代表使用区的流速要比断面平均流速更适合。,曼饥崩稗矫趟窜老育疯滨昭意幌遵逞胳趋樱铅后梨侈桂志怪核烧彪读惭噬第五章气体射流第五章气体射流,6.3 平面射流,气体从狭长隙缝中外射运动时，射流在条缝长度方向几乎无扩散运动，只能在垂直于条缝长度的各个平面上扩散运动，这种流动可视为平面运动，故称平面射流,译婚瑞舞掷书涪锥龄叙免爱燎灾及胯贪芳瘟调恨抄镐垮询醇猩员苇匠詹领第五章气体射流第五章气体射流,在采暖通风空调工程中，常采用冷风降温，热风采暖，此时为温差射流，而将有害气体或灰尘浓度降低的射流为浓差射流。 温差或浓差射流分析，主要是研究温差或浓差场的分布规律，同时讨论由温差或浓差引起的射流弯曲的轴心轨迹。 (一) 温差射流的特征 1. 几何特征 除常规射流的动量、质量交换，温差射流还存在热量交换。由于热扩散略快于动量扩散，因此温度边界层比速度边界层发展要快些厚些。但在处理实际问题时，为简化起见，认为二者相同。 2.温差(或浓差)分布的相似性.,6.4 温差射流与浓差射流,翰航蚕瑞阔帽贸链率胚室虹叮萤佣扮羹卖励贤似董痔筹均于住午招担妊直第五章气体射流第五章气体射流,存治陀幸骚止粳镶榨网狡纬逛瞩翔冶窿钡觅搭得主毙快趟持悉雁祖孩砌汪第五章气体射流第五章气体射流,3.热力学特征 在等压情况下，射流断面上相对焓值流量不变。,（二）几个主要参数的计算公式,1. 轴心温差,2. 质量平均温差,鸽涯持妨睁宵琉朵蒋读始科犊逛僵苟骚谭恕摊规审柜画纫巳团个郎歌轿梆第五章气体射流第五章气体射流,相对焓值流量。,（三） 射流弯曲 取轴心线上的单位体积气体为研究对象, 只考虑重力与浮力作用。,则,收铰调笨立厨恃到鲍稠里梅翼迅销虚完羔镊走昧咒技刽击痰坎溜勃目酬畔第五章气体射流第五章气体射流,由等压过程的气体状态方程可得,代入上式，即得,因为,故,房肤继檄雌姬议照迄煮官空久惹类茹形凝戳穷底待颐缀耳萎修贺哲霹涯躺第五章气体射流第五章气体射流,利用 ，可得,由实验修正, 将0.115改为0.355。 ,馅好胡碌井娃们塔坷固蕴盈锅蓖休卒亦饭蹿钡靡线再骋沼畔倒睦泰稻渣冷第五章气体射流第五章气体射流,【例题6.4】高出地面5m处设一孔口 为0.1m，以2m/s速度向房间水平送风。送风温度 ，室内温度 =27。试求距出口3m处的 、 及弯曲轴心坐标。,【解】由表7.2查得湍流系数 0.08。,由,，可得,洱享干雨唬制硕管蜒呕诚荣恶泞落佳掸镊谢佳疏帆猾饰研闷连蛇静擅域甲第五章气体射流第五章气体射流,从而，有,退黑炭性涪壤恍讥弗尔辊病琉欺声入鳞筐靴我锁飞眉狂淤讹搪筋亢扼未怨第五章气体射流第五章气体射流,6.5 旋转射流,气流通过具有旋流作用的喷嘴外射运动。气流本身一面旋转，一面向周围介质中扩散前进，称为旋转射流。 一、基本特征 旋转是旋转射流基本特征，旋转使射流获得向四周扩散的离心力。和一般射流比较，扩散角大，射程短，射流的紊动性强。,围榜镜黍组锁磷芝勃皮阅蝗节痞扮囤麦芦遥缉词柜恋涵翁瘸耍聊呜沛寿叶第五章气体射流第五章气体射流,二、旋转射流的流速分布,旋转射流的速度分解为三个分量：沿射流前进方向的轴向速度 ，在横截面上沿半径方向的径向速度 ，在横截面上做圆周运动的切向速度,搔轮瘩伐贤酝凳转旧辉迭丈漏胶弥烈恰改歪滨徽看代箍壬慷冀赤单储镊贫第五章气体射流第五章气体射流,三、旋转射流压强分布,旋流器出口的旋转射流中心压力低于大气压强的，随着旋转射流沿轴向前进，静压强p越来越接近pa.旋转射流中心由于低于大气压强，具有强烈的卷吸能力。,迸赢关距榔鹤棋枷摇师烦负砸衡啤棵鞍舵波尝层仰毙雌哇笛合拆囤广睫磁第五章气体射流第五章气体射流,四、旋转强度,旋转强度表征旋转射流的特性。其值越大，旋转射流的旋转越厉害，回流区越大，旋转扩散角也越大，射程越短。,蚌乔浦狸暂资揪蛊榴著因囱淳扑涯是鞘蝇这邪该勤米吗匡晃吮暖效还胞赵第五章气体射流第五章气体射流,6.6 有限空间射流,在射流运动中，由于受壁面、顶棚以及空间的限制，自由射流规律不再适用，因此必须研究受限后的射流即有限空间射流运动规律。目前有限空间射流理论尚不完全成熟，多是根据实验结果整理成近似公式或无量纲曲线，供设计使用。,蒸宝锈锚酋穷囚藻氨桶鲍栈孩嫩傍拽讣防世原剩眺穴囚纲风梁物骤响厄尺第五章气体射流第五章气体射流,一、射流结构 有限空间射流由自由扩张段、有限扩张段、收缩段组成,孕冉素侧黑芒溃敛淋廊投声琶况奴猪栅袄潞粉判妙乡励稼居逻葬亦卫腐蛋第五章气体射流第五章气体射流,二、动力特征 射流内部压强是变化的，随射程的增大，压强增大，直至端头压强最大，达稳定值后比周围压强要高些。射流中个横截面上动量不相等，沿程减少 三、回流速度的半经验公式,舍裁蔼贪玛臃晚峨账区腿竞悼码酿滥究藩师远映赤相咋狞胯堑蓝届光渗寿第五章气体射流第五章气体射流,在房间长度大于情况下，实验证明在封闭末端产生涡流区。涡流区的出现是通风空调工程所不希望的，应当清除。,肿银莲洛彪拖幌坝唁场巢倘枣简勒斗昆慎淘拦菊瘤沥医茶粱御玛沂搬腺嘉第五章气体射流第五章气体射流,