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、外扩展的摻混区域,称为射流氿骒层; 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。 射流的中心部分,未受摻掺混的影响,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L。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
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。 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
三射流的特性 湍流淹没射流具有以下一些特性: 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分速。 3.射流边界层的内外边界都是直线扩展的(严格讲,是统计平均 的意义)。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Q表示 则有b/x=tan=常数。式中,b为射流主体段距坐标原点距离x处 断面的半径(断面半厚度或射流边界层厚度)
三 射流的特性 湍流淹没射流具有以下一些特性: 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分速。 3.射流边界层的内外边界都是直线扩展的(严格讲,是统计平均 的意义)。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, 则有b/x=tanα=常数。式中,b为射流主体段距坐标原点距离x处 断面的半径(断面半厚度或射流边界层厚度)
4.射流各断面上纵向流速分布具有相似 性,也称为自保性。在射流的主体段中, x=0.6m m 随着距离x的增加,轴线流速u逐渐减小 流速分布曲线趋于平坦如图(a)。若改用斗 无因次(量纲为一)的值表示,以u/un为 0050.100.150.200.250.30r(m) 纵坐标,u是径向坐标为r处的流速;以 r/bs为横坐标,b是流速等于um/2处的 径向坐标。图(b)表示所有断面上的无因 025 次的流速分布曲线基本上是相同的。实验 00.250.500.751.001251.50 表明,在射流起始段的边界层内,断面上1=04m2-1371 的流速分布也具有这种相似性
4.射流各断面上纵向流速分布具有相似 性,也称为自保性。在射流的主体段中, 随着距离x的增加,轴线流速um逐渐减小, 流速分布曲线趋于平坦, 如图(a)。若改用 无因次(量纲为一)的值表示,以u/um为 纵坐标,u是径向坐标为r处的流速;以 r/b0.5为横坐标,b0.5是流速等于um/2处的 径向坐标。图(b)表示所有断面上的无因 次的流速分布曲线基本上是相同的。实验 表明,在射流起始段的边界层内,断面上 的流速分布也具有这种相似性
5整个射流区内的压强分布是一样的。 6.射流各断面上动量守恒。在射流主体段内,取两断面间的一段射 流作为控制体,对于水平射流来讲,欲射流与周围环境流体 的摩擦阻力和射流脉动产生的应力略去不计,质量力垂直于x轴 这样,作用在控制体内流体上的沿x轴方向的外力合力等于零 所以,由动量方程可得射流各断面上的动量相等,即动量守恒, 也就是单位时间通过射流各断面的流体总动量是常数,即 [nom=Jm2d=常数
5.整个射流区内的压强分布是一样的。 6.射流各断面上动量守恒。在射流主体段内,取两断面间的一段射 流作为控制体,对于水平射流来讲, ,射流与周围环境流体 的摩擦阻力和射流脉动产生的应力略去不计,质量力垂直于x轴, 这样,作用在控制体内流体上的沿x轴方向的外力合力等于零。 所以,由动量方程可得射流各断面上的动量相等,即动量守恒, 也就是单位时间通过射流各断面的流体总动量是常数,即 p / x = 0 = = 常数 m A udm u dA 2
§12.2圆断面淹没射流 园断面射流是比较常见的一种射流,设射流出口断面上的流速均为吗, 出口断面半径为r实验表明,射流雷诺数Re>200,可认为是湍流射流。 根据各断面流速分布的相似性,则 根据阿尔伯逊( Albertson)等实验观测资料,认为射流主体段各断面上的 流速分布为高斯正态分布形式,即 u=um exp(-,) (122)
§12.2 圆断面淹没射流 圆断面射流是比较常见的一种射流,设射流出口断面上的流速均为u0, 出口断面半径为r0。实验表明,射流雷诺数Re>2000时,可认为是湍流射流。 根据各断面流速分布的相似性,则 根据阿尔伯逊(Albertson)等实验观测资料,认为射流主体段各断面上的 流速分布为高斯正态分布形式,即 ) b r f( u u m = ) b r u u exp( 2 2 = m − (12.1) (12.2)