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流体力学课件白兴睿
第六章 气 体 射 流
2011级 建环一班 白兴睿
1、气体淹没射流（简称为气体射流“）：气体自孔口、管口或条缝向外喷射所形成的流动。
2、紊流射流：当出口速度较大 ，流动呈紊流状态时。
3、无限空间射流（又称”自由射流“):出流到无限大空间中，流动不受固体边壁的限制;
4、有限空间射流（又称”受限射流“）：出流到有限大空间中，流动受固体边壁的限制;
明确概念
第一节 无限空间淹没紊流射流的特征
学习内容：
一、过渡断面（又称转折断面）起始段及主体段
二、紊流洗漱α及几何特征
三、运动特征
四、动力特征
气流字半径为R0的圆断面喷嘴喷出，出口断面上的速度认为均为分布。
现以无限空间中圆断面紊流射流为例，讨论射流运动。
由于射流喂紊流型，紊流的横向脉动造成射流与周围介质之间不断发生质量、动量交换，带动周围介质流动，是射流的质量流量、射流的横断面积沿x方向不断增加，形成了向周围扩散的椎体状流动场。
一、过度断面（又称转折断面）起始段及主体段
射流核心
边界层
过渡断面（转折断面）
起始段及主体段
扩散角（极角）
二、紊流洗漱α及几何特征
a值确定，射流边界层的外边界线也就确定，射流即按一定的扩散角α向前作扩散运动，这就是它的几何特征。应用这一特征，对圆断面射流可求出射流半径沿射程的变化规律．
根据上图我们可以得出：
可得：
又因为
以直径表示：
三、紊流射流的运动特征
由两图中可见：无论主体段或起始段内，轴心速度最大，从轴心向边界层边缘，速度逐渐减小至零。
距喷嘴距离越远，即x值增大，边界层厚度越大，而轴心速度则越小，也就是说，随着x的增大，速度分布曲线不断地扁平化了。
注意几个符号的含义：
从图6-2、6-3可得出：
用半经验公式表示射流各横截面上的无因次速度分布为：
可得出y/R从轴心或核心边界到射流外边界的变化范围为0→1。v/vm从轴心或核心边界到射流边界的变化范围为1→0。
四、紊流射流的动力特征
实验证明：射流中任意点上的静压强均等于周围气体的压强。
因各面上所受静压强均相等，则x轴向外力之和为零。
据动量方程可知，各横截面上动量相等——动量守恒，这就是射流的动力学特征。
圆断面射流为例应用动量守恒原理截面上动量流量为：
任意横截面上的动量流量则需积分：
列动量守恒式：
再见
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