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射流的基本性质

发布时间:2009-11-28

(一)射流的分类
射流是一种流体,它的过流断面边界完全不受固体限制。就整体结构来说,射流的基本部分是射流边界层,而所有各种不同的复杂射流,则是射流边界层的发展及其他条件的结合。
依照射流的流型可分为层流射流及湍射流。层流射流具有同向或逆向的两股流动,在原点处形成切向间断,沿间断面发展为射流运动,并在相邻界面上,沿流向发生分子间的动量交换,热量交换或质量交换,从而形成具有一定厚度的射流边界层。对射流速度较大的湍射流,其雷诺数超过某一临界值,则切向间断面部稳定并出现涡漩,这些涡漩在流动中各处作不规则的运动,由此发生微团间的动量交换,热量交换或质量交换。
依照射流流入空间的情况分可分为无限空间射流和有限空间射流。无限空间射流是射流流入的空间相对于射流来说相当大,以致在距离较远的边界很少受到射流的影响,反之称为有限空间射流。
依照射流流入介质及其运动情况可分为:淹没射流,其射流流入与它本身相同的介质,如水射流射入水中;非淹没射流,其射流流入与本身不同的介质中;自由射流,其射流射入静止介质中;伴随射流,其射流射入运动介质中。
(二)射流的结构
射流稳定后可形成三个区段:由喷口边界起向内外扩展的紊动掺混部分为紊流剪切层混合区;中心部分未掺混部分保持原出口流速,称为核心区。从出口至核心区末端的一段为起始段;紊动充分发展后为基本段。两段之间相对较短的范围为过渡段,简化时可认为是一个段面。分析射流问题时,常采用直角坐标与极坐标两种坐标系。
(三)有限空间射流
有限空间射流是指射流自喷嘴或孔口流出后,流入一有限区域(或周边区域受到约束)的流动。射流泵、喷射器及燃烧室等的内部流动均可概化为有限空间射流流动。与自由射流相比,由于射流出流后受到固边壁的约束,射流的扩展受到固壁的限制,并由此产生不可忽视的轴向压力梯度,因此有限空间射流的扩展以及流场各变量的分布呈现出与自由射流不同的规律与形状

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