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流体力学第六章 气体射流


6.1 无限空间淹没紊流射流的特征
2.运动特征:速度分布具有相似性。 特留彼尔在轴对称射流主体段的实验结果,以及阿勃拉莫 维奇在起始段内的测定结果,见图6-2(a)及图6-3(a)。
6.1 无限空间淹没紊流射流的特征
6.1 无限空间淹没紊流射流的特征
3.动力特征 射流中的压强与周围流体中的压强相等。 可得各横截面上轴向动量相等——动量守恒,动量守 恒方程式为:
6.4 温差或浓度差射流
6.4 温差或浓度差射流
三.射流弯曲 温差射流或浓差射流由于密度与周围密度不同, 所受的重力与浮力不相平衡,使整个射流将发生向下或向上弯 曲。通过推导可得出无因次轨迹方程为
6.4 温差或浓度差射流
[例6-3]工作地点质量平均风速要求3m/s,工作面直径D=2.5m 送风温度为15℃,车间空气温度30 ℃,要求工作地点的质量 平均温度降到25 ℃ ,采用带导叶的轴流风机,紊流系数 = 0.12。求(1)风口的直径及速度;(2)风口到工作面的距离。 [解]温差 =15-30=-15 ℃
6 气体射流
6.1 无限空间淹没紊流射流的特征
一.射流结构 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,又称自由射流。射流的流动特性及结构图:
6.1 无限空间淹没紊流射流的特征
二.射流的特性 1. 几何特性: 外边界线为一直线。tan a 紊流系数 a 是表征射流流动结构的特征系数。它与出口断 面上紊流强度有关,紊流强度越大。各种不同形状喷嘴的紊 流系数和扩散角的实测值列于表6-1。
一.特点:1.温度边界层与速度边界层不重合。 2.射流发生弯曲。
6.4 温差或浓度差射流
二.特性: 1.温差特性: 试验得出,截面上温差(浓度差分布)分布具有相 似性。 与速度分布关系如下:
2.热力特性:在等压下,相对于周围气体焓不变。
QcT0 v0 r02cT cT 2 yvdy
6.3 平面射流
气体从狭长缝隙中外射运动时,射流在条缝长度方
向几乎无扩散运动,只能在垂直条缝长度的各个平面上 扩散运动。这种流动称为平面射流。从表6-3中可看出, 各无因次参数对平面射流来说,都与 无因次
距离有关。和圆断面射流相比,流量沿程的增加、流速 沿程的衰减都要慢些。
6.4 温差或浓度差射流
求出
代入下式
6.4 温差或浓度差射流
所以
工作地点质量平均风速要求3m/s 因为 所以 风口到工作面距离s可用下式求出
6.2 圆断面射流的运动分析
1.轴心速度vm
说明了无因次轴心速度与无因次距离 成反比。 2.断面流量QV
3.断面平均流速v1
6.2 圆断面射流的运动分析
4.质量平均流速v2
5.起始段核心长度sn及核心收缩角
6.起始段流量QV
6.2 圆断面射流的运动分析
7.起始段断面平均流速v1
8.起始段质量平均流速v2
0
R
6.4 温差或浓度差射流
1.轴心温差
2.质量平均温差
2 v r 定义:0 0 cT cT 2 yvdy QcT2 0 R
6.4 温差或浓度差射流
3.起始段质量平均温差
对于浓差射流其规律与温差射流相同。所以温差射流 公式完全 适用与浓差射流。见表6-4。
6.4 温差或浓度差射流
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