自由射流.PPTVIP

小 结 本章小结 一、本课的基本要求 ⒈ 掌握自由射流的定义、形成条件、基本特点。 ⒉ 掌握旋转射流的定义、形成条件、基本特点。 ⒊ 了解旋流强度对气流结构的影响。 二、本课的重点、难点 重点：射流的特征。 难点：旋流强度对气流结构影响的实际应用。 三、作业 习题P90 6-9 6-10 思考题：旋流强度对气流结构有何影响？有何实际意义？ * * * * * * * * * * * * * * * * * * * 第6章 射流 6.1 自由射流 6.2 旋转射流 第6章 射流 射流 流体由喷咀流出到一个足够大的空间后，不再受固体边界限制而继续扩散的一种流动。 例如 B E C D A 气体燃料燃烧 液体燃料燃烧 炉外精炼 转炉吹氧 高炉喷吹 第6章 射流 射流 自由射流 半限制射流 限制射流 旋转射流 层流射流 紊流射流 按机理 按流动性质 6.1 自由射流 1.定义 流体自喷咀流入无限大的自由空间中称为自由射流 形成自由射流必须具备两个条件 射流流体物理性质如温度、密度等与介质相同 空间介质不动，且不受边界的限制 6.1 自由射流 始段 主段（基本段 ） 转折截面 内边界 射流核心 外边界 极点 自由射流示意图 V中 V0 2.基本特点 喷出的流体与周围介质之间具有很大的速度梯度，流体质点间进行动量交换，喷出流体减速，同时周围流体被卷吸并引向喷出方向而加速，射流边界越来越宽。 射流外边界：射流速度为零。 射流内边界：射流速度保持为初始速度v0。 射流边界层：射流内外边界之间的区域。 6.1 自由射流 转折截面：射流中心一点还保持为初始速度v0的射流截面。 ⑴ 初始段：喷口截面到转折截面之间。特点：射流中心速度等于v0， 。 ⑵主段（基本段）：转折截面以后的区域。 ⑶ 射流核心区：具有初始速度v0的区域。 ⑷ 射流极点：射流外边界线逆向延长的交点O（射流源），张角为18o~26o。 特点：x?，v中?，为射流边界层所占据。 6.1 自由射流 6.1 自由射流 ⒊ 速度分布（经验公式） 截面上速度分布 b?射流的半宽度 d0?喷口直径；b0?喷口半高度 6.1 自由射流 中心速度分布 圆形射流： 扁形射流： 6.1 自由射流 ⒋ 截面平均速度及流量 圆形射流 扁形射流 6.1 自由射流 6.2 旋转射流 旋转射流：流体在喷出前就被强制旋转，喷出后脱离了固体壁面的约束，在无限大空间处于静止的介质中继续流动。 v?（切向速度） vx（轴向速度） vr（径向速度） 速度 ⒈ 旋转射流的特性 ⑴ 存在一个回流区 在轴心处vx<0，回流区边界上vx = 0，回流区边界与射流边界（vx = 0）之间vx有一最大值vmax，x?，vmax?，vx分布趋于平坦均匀，回流区变小直到消失。 6.2 旋转射流 ⑵ 速度沿程衰减快 当 以后，v?、vr 基本上消失，只有vx存在。 6.2 旋转射流 ⑶ 射流中心有很强的卷吸力 射流轴线上的静压力低于大气压力（负压），说明旋转射流中心有很强的卷吸作用，x?，静压力?大气压力，卷吸作用?。 6.2 旋转射流 ⒉ 旋流强度 旋流强度：表明旋流设备（喷嘴）所产生旋转射流特性的几何特征数，用S表示。 G??角动量矩（切向冲力绕x轴） Gx?轴向推力 R?喷嘴喷口半径 叶片式旋流喷嘴的旋流强度 r1?环形通道内半径；r2?环形通道外半径； ?叶片的旋转角 6.2 旋转射流 回流区 速度场 旋流器效率 旋流强度对气流结构的影响 6.2 旋转射流 ① 对速度场的影响 旋转射流卷吸周围介质的气体量随其旋流强度的增大而增大，经验公式为： S?，卷吸量?，紊流扩散越强，消耗的能量?，速度衰减快 S?，火焰短，温度较高；S?，火焰长，温度分布均匀。 改变S?改变气流的速度分布和调节火焰的长度。 6.2 旋转射流 ② 对回流区的影响 S?，回流区尺寸?，稳定火焰和改善气流间混合的手段。 6.2 旋转射流 ③ 对旋流器效率的影响 S?，流动阻力?，提供能量（大的压差）?， ?。 6.2 旋转射流 * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * *