工程流体力学第8章-射流2013
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2 d be r u dr 0 0 dx
r x
v' v' w' w'
r u r v 0 x r
2015-6-26
→→
J 2r u dr 常数＝u 0 r0
2 0
be
2
2
截面速度分布
（3）截面速度分布
速度分布
无量纲速度分布
时间平均流速、速度的脉动值 。
2015-6-26
截面速度分布
（2）简化条件 ① 轴对称射流， w ＝0; ② u v , ③ 轴向和径向的紊流应力大致相等： 则：令 rx xr u' v' ，公式可简化为
u u 1 r u v x r r r
Fra Baidu bibliotek
2
⑦ 平均流速：u a 1 0.76as / r0 1.32(as / r0 ) 2 1
u0
2015-6-26
射流压力
（5）射流压力
1 P 2 v' r r
→→
P Pe v' 2
3
2
u2 p2
u3 0 p3 pe
喷嘴出口
2
3
2015-6-26
第八章 紊动射流
赵小虎
2015-6-26
八
紊动射流
8.1 基本概念
（1）定义：压强差、外力，狭缝、喷嘴、孔口、管口
（2）分类：
自由射流、淹没射流、伴随流射流、附壁射
流、旋转射流
二维平面射流、圆形轴对称射流、矩形（三
维）射流
2015-6-26
形成过程
8.2 射流的形成过程
（1）与周围流体产生速度不连续的间断面
2015-6-26
截面速度分布
（4）速度分布近似计算
① 湍流系数 ：a
圆柱形喷管 ：0.076 ~ 0.080
轴对称收缩喷管 0.066 ~ 0.071
② 外边界斜率K ＝3.4 a
2015-6-26
截面速度分布
③ 射流极点深度 ： h0＝r0 / 3.4a ④ 速度分布（阿勃拉莫维奇 ）： ⑤ 核心区长度： s0 0.67r0 / a ⑥ 轴心速度： u m
对喷射流
8.5 对喷射流
掺混区
对 撞 区
掺混区
2015-6-26
对喷射流
8.5 对喷射流
2015-6-26
v v w2 1 p v' u ' v' v' 1 1 u v v ' v ' w ' w ' x r r r x r r r u w' u ' w' v' 2 w w wv v w ' v ' x x r r r r
u0 3.28 r0 0.96 0.96 R x s a a r r 0.294 0 0
ub 0.455 0.455 u0 ax / r0 as / r0 0.294
1.5 u r 1.5 1 1 um R 2
（2）射流速度大、或间断面受到干扰时，产生涡旋
（3）涡旋卷吸周围流体，产生质、动、能量的交换
（4）卷入流体获得动量，射流速度降低
（5）射流界面扩大，流速不断减小，质量流量增大
2015-6-26
分区结构
8.3 射流的分区结构 （1）紊流剪切层混合区 、核心区（也称势心） 、初始段 、 主体段 、过渡段
2015-6-26
截面速度分布
8.4 射流截面速度分析 （1）柱坐标系下不可压定常轴对称紊流的雷诺方程
u u u 1 p u ' u ' u ' v ' 1 v u ' v ' x r x x r r
r x
v' v' w' w'
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→→
J 2r u dr 常数＝u 0 r0
2 0
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2
2
截面速度分布
（3）截面速度分布
速度分布
无量纲速度分布
时间平均流速、速度的脉动值 。
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截面速度分布
（2）简化条件 ① 轴对称射流， w ＝0; ② u v , ③ 轴向和径向的紊流应力大致相等： 则：令 rx xr u' v' ，公式可简化为
u u 1 r u v x r r r
Fra Baidu bibliotek
2
⑦ 平均流速：u a 1 0.76as / r0 1.32(as / r0 ) 2 1
u0
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射流压力
（5）射流压力
1 P 2 v' r r
→→
P Pe v' 2
3
2
u2 p2
u3 0 p3 pe
喷嘴出口
2
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第八章 紊动射流
赵小虎
2015-6-26
八
紊动射流
8.1 基本概念
（1）定义：压强差、外力，狭缝、喷嘴、孔口、管口
（2）分类：
自由射流、淹没射流、伴随流射流、附壁射
流、旋转射流
二维平面射流、圆形轴对称射流、矩形（三
维）射流
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形成过程
8.2 射流的形成过程
（1）与周围流体产生速度不连续的间断面
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截面速度分布
（4）速度分布近似计算
① 湍流系数 ：a
圆柱形喷管 ：0.076 ~ 0.080
轴对称收缩喷管 0.066 ~ 0.071
② 外边界斜率K ＝3.4 a
2015-6-26
截面速度分布
③ 射流极点深度 ： h0＝r0 / 3.4a ④ 速度分布（阿勃拉莫维奇 ）： ⑤ 核心区长度： s0 0.67r0 / a ⑥ 轴心速度： u m
对喷射流
8.5 对喷射流
掺混区
对 撞 区
掺混区
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对喷射流
8.5 对喷射流
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v v w2 1 p v' u ' v' v' 1 1 u v v ' v ' w ' w ' x r r r x r r r u w' u ' w' v' 2 w w wv v w ' v ' x x r r r r
u0 3.28 r0 0.96 0.96 R x s a a r r 0.294 0 0
ub 0.455 0.455 u0 ax / r0 as / r0 0.294
1.5 u r 1.5 1 1 um R 2
（2）射流速度大、或间断面受到干扰时，产生涡旋
（3）涡旋卷吸周围流体，产生质、动、能量的交换
（4）卷入流体获得动量，射流速度降低
（5）射流界面扩大，流速不断减小，质量流量增大
2015-6-26
分区结构
8.3 射流的分区结构 （1）紊流剪切层混合区 、核心区（也称势心） 、初始段 、 主体段 、过渡段
2015-6-26
截面速度分布
8.4 射流截面速度分析 （1）柱坐标系下不可压定常轴对称紊流的雷诺方程
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