射流定义、分类和应用.ppt

 射 流 报告人：李文珂 报告时间：2013.10.10 1 射流的概念 2 射流分类 3 射流结构和特性 4 射流的应用 5 几种射流发生器 1.射流的概念 2.射流分类 一、液体射流的分类 液体射流：液体从喷管或孔口中喷出,脱离固体边界的约束,在液体或气体中作扩散流动，称为射流。射流一般为湍流（紊流）流型，具有紊动扩散作用，能进行动量、热量和质量传递 射流可以按不同的特征进行分类。 1 按流动型态，可分为层流射流和湍流射流。一般认为雷诺数大于2000就可定位湍流射流，部分射流都属于湍流射流（经常遇到的大雷诺数射流一般是无固壁约束的自由湍流）。 2 按射流周围介质（流体）的性质，可分为淹没射流和非淹没射流。 若射流与周围介质的物理性质相同，则为淹没射流；若不相同，则为非淹没射流。 3 按射流周围固体边界的情况，可分为自由射流和非自由射流。 若射流进入一个无限空间，完全不受固体边界限制，称为自由射流或无限空间射流；若进入一个有限空间，射流多少要受固体边界限制，称为非自由射流或有限空间射流。 4 按射流出流后继续运动的动力，可分为动量射流（简称射流）、浮力羽流（简称羽流）和浮力射流（简称浮射流）。 从喷口流出的流体与周围的受纳流体物理性质相同，射流形成主要是喷口处初始动量的作用，这样的射流出口流速、动量较大，出流后继续运动的动力来自动量，这类射流就叫做纯射流或动量射流（简称为射流） 若射流形成是喷口处流体与受纳流体的密度差产生浮力的作用，这类射流就叫做卷流或羽流。如流体局部受热而与周围冷流体形成密度差，在浮力的作用下形成的流动就是卷流。（射流出口流速、动量较小，出流后继续运动的动力主要来自浮力） 若射流出流后继续运动的动力，兼受动量和浮力的作用，称为浮力射流。 可见动量射流和浮力羽流是浮力射流的两种极端情况 5 按射流出口的断面形状，可分为圆形（轴对称）射流、平面（二维）射流、矩形（三维）射流等。 2.气体的分类 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。 按射流周围固体边界的情况分为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。（出流空间大小，对射流的流动影响很大） 按射流出口端面形状：圆断面射流（轴对称），平面射流 其中气体射流的特有的射流形式：温差射流与浓差射流 所谓温差、浓差射流就是射流本身的温度或浓度与周围气体的温度或浓度有差异 。 三、射流的结构和特性 以自由淹没湍流圆射流为例，如图。 射流进入无限大空间的静止流体中，由于湍流的脉动，卷吸周围静止流体进入射流，两者掺混向前运动。 卷吸和掺混的结果，使射流的断面不断扩大，流速不断降低，流量则沿程增加。 由于射流边界处的流动是一种间隙性的复杂运动，所以射流边界实际上是交错组成的不规则面。实际分析时，可按照统计平均意义将其视为直线。 射流在形成稳定的流动形态后，整个射流可分为以下几个区域：由管嘴出口开始，向内、外扩展的掺混区域，称为射流边界层； 它的外边界与静止流体相接触，内边界与射流的核心区相接触。（显然，射流边界层从出口开始沿射程不断的向外扩散，带动周围介质进入边界层，同时向射流中心扩展，至某一距离处，边界层扩展到射流轴心线，核心区消失，射流这一断面称为过渡断面或转折断面。） 射流的中心部分，未受掺混的影响，仍保持为原出口速度的区域，称为射流核心区。 从管嘴出口到核心区末端断面（称为过渡断面）之间的射流段，称为射流的起始段L0。 起始段后的射流段，称为主体段。在主体段中，轴向流速沿流向逐渐减小，直至为零。 当主体段的外边界线延长交于轴线上O点，称为射流源或极点。外边界线与轴线的夹角称为扩展角或极角，用α表示 三 射流的特性 湍流淹没射流(最为常见）具有以下一些特性： 1. 射流边界层的宽度小于射流的长度。 2. 在射流边界层的任何断面上，横向分速远比纵向（轴向）分速小得多，可以认为射流速度就等于它的纵向