射流及其应用简介

许多工程技术领域都有大量射流问题。在环境 工程排污、排热、排气的排放出口后近区流动属于 射流性质，其流场和浓度场的分析更是需要直接应 用射流理论。
射流的分类
从不同的角度考虑可以将射流分为各种类型。 按流动型态可分为层流射流和紊动射流(湍射
流)。工程实际问题中多为紊动射流，是本章讨论 的对象。 按射流的物理性质可分为不可压缩射流和可压 缩射流；等密度射流和变密度射流。 按射流的断面形状可分为平面(二维)射流，圆 形(轴对称)射流，矩形(三维)射流等。
都为自由紊流(只有附壁射流为例外)。不可压缩流动的紊
流边界层微分方程在3．2节中已有介绍，这里不再重复。
解决问题的关键在于雷诺应力项，亦即紊流模型的确定。
过去工程上最常用的还是时均流模型，即涡粘性模型或混
合长度模型，近年对于一些较复杂的射流问题，已有应用
正k一ε二方程模型计算的成功实例。
射流问题的分析途径
沥青分布机、搅拌机、沥青及压路机、搅拌卡车和养路机器上的沥青水泥、 胶合剂、油脂和脏物等。工程收尾清污。
推荐使用压力：(180—250bar)
清洗发酵罐、管道内的发酵物和沉淀物及锅炉、管汇等 清除桶釜、混合罐、输送带、蒸发器、换热器上的油脂、污垢和残渣
重工业超高压水清洗机
CQ3.5-D2高温饱和蒸汽清洗机
推荐使用压力：(350—1400bar)
下水道疏通、公共卫生设施和楼宇清洗，水处理厂的钙碳垢层清除。 修路设备上的油脂、水泥、沥青，桥梁和路面标志、色污、焦油等的清除，
路面破碎。
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射流的形成
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。
推荐使用压力：(700—1400bar)
清洗汽车制造行业及输送机上的油漆及焊渣， 喷漆室的喷台、地板格栅、排气扇的排气管、排水沟、油槽及油漆废料坑。 本设备具有体积小、重量轻、压力高、流量大、运行平稳安全。配合专用清
洗执行附件使用，清洗效率高。此外，设备配有超压保护、进水口缺水保护、 油温过高保护、油位过低保护、电机过载保护、电源换向保护等基本保护措 施。如客户需要，还可提供远程操作台配触摸屏控制、电控调节压力和流量 等操控装置，以便于操作使用。
用动量积分方法求解射流问题是工程上最常用的方法。 计算射流动量通量沿流程的变化要求给出断面上的流速分布， 这就要先假定沿射流各断面上的流速分布是相似的，即所谓 相似性假定。从紊流结构在流动过程中有可能保持同样的形 式，即从具有自保性的角度考虑，这个假定是有其合理性的， 且已得到许多实验的证实。在此基础上可由实验或结合一些 理论分析定出断面上流速分布的模式。此外对射流的边界条 件还要作一个假定，它可以是对射流的厚度变化作线性扩展 的假定；也可以对射流从侧边卷吸周围流体的流量或流速作
射流问题的分析途径

射流问题能够应用边界层理论的原因是由于射流的纵
向尺度远大于其横向尺度，因此可以这样简化。但要指出，
射流边界层是由两部分流速不等的流体的交界面发展而来
的，和固体壁面上的边界层受固体壁面阻滞所产生者不同，
后者的发展受到壁面的限制，紧靠壁面存在粘性底层；前
者则可以自由发展，没有粘性底层，射流的全部流动区域
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
原油储罐清洗现场
原油储罐超高压清洗设备
平台上和储罐上的石蜡、原油沉积物的清除，钢 管上的泥渣、油污及水泥渣等。
推荐使用压力：(500—700bar)
清除船体船坞，平台上的储存罐和锅炉上的海洋生、植物、 浮漆及锈，水下清除管道上和钻井平台上的贝壳类动物和植 物。
推荐使用压力：(700—1400bar)
u dm u 2 dA 常数
m
A
射流问题的分析途径
紊动射流问题的研究，其目的主要在于确定射流轴线 的轨迹、射流扩展的范围和射流中流速的分布，对于变 密度、非等温和挟带有污染物质的射流则还有密度分布、 温度分布和挟带物质的浓度分布。流速分布是个矢量场 的确定问题，密度分布、温度分布和浓度分布则属于标 量场的确定问题。
推荐使用压力：(700—1400bar)
燃料舱机清除、热交换器、预热器管道的毛边及各种工具和设备清洗
推荐使用压力：(180—1400bar)
铁路车辆除尘除油脂，发动机积碳，铁路油罐车内部清洗等。
铁路罐车超高压水清洗机
铁路油罐车清洗示意图
推荐使用压力：(700—1400bar)或（250bar+喷砂）
出一个卷吸假定。
射流的工业应用
石油化工行业 石油开采存储行业 海洋运输与船舶业 橡胶行业 冶金行业 管道行业 汽车行业
采矿行业 民用建筑行业 民用与军用航空业 电力工业与核电工业 铁路运输业 酿造与食品加工业 市政工程与高速公路行业
推荐使用压力：(700—1400bar)
射流及其应用简介
概述
射流是指从各种排泄口喷出流入周围另一流体 域内运动的一股流体。它和管道或明槽中流动不同 之处在于：管道流周界全部是固体，明槽流除水面 外大部分周界也是固体，射流则除附壁射流以外， 大多数类型的射流的全部周界都是流体，使得射流 具有不受固体边界制约的很大的自由度。这个特点 对分析射流运动甚为重要。
这类问题的分析目前有三种途径：一个是以实验为主 采用量纲分析整理实验资料求得实用的经验关系式的方 法。这个方法虽然偏经验性，但对于复杂的射流问题， 目前难以用理论计算解决时，它还是一个重要的途径。 在理论分析方面则有两个途径：一个是求解射流边界层 偏微分方程；另一个是采用动量积分方法将偏微分方程 变为常微分方程来求解。
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）。
射流的分类
按射流周围环境的条件也可进行分类如下。’
从环境固体边界的情况划分：在无限空间的流体内运动 的称为自由射流；在有限空间的流体内运动的为非自由射 流或有限空间射流，其中如有一边贴附固体边界的称为附 壁射流，水射流沿水面射出的称为表面射流。
从周围流体的性质划分：射入同种性质流体之内的称为 淹没射流，射入不同性质流体之内的则为非淹没射流(如 大气中的水射流)。
下面将从不可压缩的等密度淹没自由紊动射流在静止流 体中的运动作为基本情况开始分析，然后扩大到复杂的类 型和环境条件。
射流的形成
以自由淹没湍流圆射流为例，如图。射流进入无限大空间的静 止流体中，由于湍流的脉动，卷吸周围静止流体进入射流，两者 掺混向前运动。卷吸和掺混的结果，使射流的断面不断扩大，流 速不断降低，流量则沿程增加。由于射流边界处的流动是一种间 隙性的复杂运动，所以射流边界实际上是交错组成的不规则面。 实际分析时，可按照统计平均意义将其视为直线。
射流的特性
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。
本产品适用于：清洗橡胶厂的热交换器、反应器、储存罐、反应釜及管道上的胶 乳，丁晴橡胶和水垢。
本设备具有体积小、压力高、流量大、运行平稳安全，配合专用清洗执行附件使 用，清洗效率高。
此外设备可配有超压保护、缺水保护、油温过高保护、油位过低保护、电机过载 保护、电源换向保护等基本保护措施。
推荐使用压力：(700—1400bar)
射流的特性
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， p /，x射 0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
影响射流运动的环境条件，除了上述有限空间射流的固 体边界几何条件以外，更要受周围流体状态的影响，即周 围流体是静止的还是流动的，其流动方向是平行于射流的 还是和射流有一定交角的横流，流动的紊动强度以及流体 密度的变化有无分层等等。
射流的分类
最后，按射流的原动力还可以分为动量射流、浮力羽 流和浮射流三类。动量射流以出流的动量为原动力，对以 后的运动这个动量的作用仍是主要的。一般等密度的射流 属于这种类型，也称为纯射流。浮力羽流则是以浮力为原 动力，如热源上产生的烟气。因这种流动的形状和羽毛相 似而得此名称。浮射流的原动力包括出流动量和浮力两方 面，如火电站或核电站的冷却水排入河流或湖池中的热水 射流，污水排入密度较大的河口、港湾等海水中的污水射 流等都是浮射流的例子。
推荐使用压力：(500—700bar)或（250—350bar）+喷砂
双头超高压水清洗机
翻斗车，机械设备及地下运输线、转轮等维修前的清洗；水切割、转孔、胀 裂、石材拼图和矿井开采降尘、清除瓦斯等。
推荐使用压力：(700bar)
飞机跑道上的板块连接带、润滑油脂、液压油迹和橡胶物；机身清洗；复合 板切割等。
重工业用超高压水清洗机
清除换热器、锅炉、加料槽、储仓的污垢，轧辊清洗、轧材表面除鳞。 热交换器，烟炉，平炉，熔炉，料槽和料斗上的水垢、焦炭。矿石或石灰。
推荐使用压力：(700—1400bar)
再涂层前的除漆、除锈，清除管道连接头密封胶水及化学物质，除漆，除油， 各种管道内的淤泥及沉渣清除。