62 旋转射流
水平井旋转射流冲砂洗井水力参数设计方法
（ ． Ｓ ｎ ｐｅ ｎ ｅｎ ｔ ｎ ｌＰｅｒ ｌｕ Ｅｘ ｏ ａ ｉｎ ａ ｄ Ｐｒ ｄ ｃｉｎ Ｃｏ ｐ ｒ ｔｏ Ｂｅｉｎ １ ０ ８ Ｃ ｉ １ ｉ ｏ ｃＩ ｔｒ ａ ｉ ａ ｔｏ ｅ ｍ ｐｌｒ ｔｏ ｎ ｏ ｕ ｔ ｒ ｏ ａ ｉｎ， ｉｉ ｇ， ０ ０ ３， ｈ － ｏ ｏ
Ａｂ ｔａ ｔ ｓｒ ｃ ：Ｈｏｉｏ ｔｌ ｌ ｓｎ ｌ ｓ ｉｇ ｗｉ ｏａｉｇｊｔｔｃ ｎｑ ｅｕ ｅ ｌａ ｉｇ ｔｏｓｔ ｅ ｅａｅｊｔ ｍｐ ｃ ｒ ｎａ ｌ ａ ｄｆｕ ｈｎ ｔ ｒ ｔｔ ｅｈ ｉｕ ｓｓｃｅ ｎｎ ｌ ｏｇ ｎ ｒ ｔ ｅ ａｔ ｚ ｗｅ ｈ ｎ ｅ ｏ ｉ
高压二次旋转水射流通风治理上隅角瓦斯
高压二次旋转水射流通风治理上隅角瓦斯杨秀莉1,刘干光2(1.江苏大学,江苏镇江212013;2.徐州矿务集团庞庄煤矿,江苏徐州221000)摘 要:为更有效治理工作面上隅角瓦斯积聚,介绍了高压二次旋转水射流通风技术原理驱散上隅角积聚瓦斯的试验方案和试验效果。
结果表明,高压二次旋转水射流通风无机械旋转部件,风流作用面积大,掺混能力强,比直流送风或主风流扩散通风有更好的驱散积聚效果。
关键词:二次旋转;水射流;上隅角瓦斯;治理中图分类号:T D712+.54 文献标识码:B 文章编号:1003-496X(2007)10-0017-031 问题的提出在工作面进风巷和回风巷的风流压差作用下,采煤工作面上隅角作为工作面的漏风汇,是采空区瓦斯涌出的必经之道,且含瓦斯空气密度较小,采空区内含高浓度瓦斯的空气向上隅角运移,使上隅角成为采空区高浓度瓦斯集中涌出的地点,而主风流方向的改变和边界几何条件的限制,主风流对上隅角仅通过风流速度梯度引起的数值很小的横向脉动和对流运移作用进行扩散,其风流速度很低,并出现涡流区,使采空区涌出的大量高浓度瓦斯难以进入到主风流中,从而引起高浓度瓦斯流在上隅角附近循环运动,成为矿井瓦斯积聚超限的主要地点。
目前治理上隅角瓦斯积聚的主要方法有:设置临时风障、采用下行通风、小型液压风机吹散法、无火花风机引排法、压风引射器引排法、“脉动通风”吹散法、钻孔及埋管抽放法、改变通风系统法、尾巷排放法、Y、Z、H型通风系统或尾巷排放瓦斯法等,这些方法对治理上隅角瓦斯起到了一定的成效。
但从现场考察来看,每种方法都有它适宜的应用范围,且这些技术也存在一些不容忽视的问题,如传统的直线射流通风轴向风速高、风流作用范围小,存在“一风吹”而突然将采空区瓦斯吹向工作面风流现象,不能有效驱散上隅角瓦斯;叶轮旋转式风机的叶轮旋转有摩擦发生火花的隐患;使用以水为基料的乳化液液压马达带动的叶轮式风扇运行不稳定,故障率较高,作用范围小;直管高压水射流风机缺乏系统研究,现场移动麻烦;压风引射器引排法不能达到足够处理风量和范围。
旋转射流搅拌器全场数值模拟分析
Ｔ ＡＮ Ｙａ — ，ＨＵＡ ｉ—ｕ ，Ｐ ｎ —ｅ ＪＡＯ Ｌ ｔ，ＷＡＮＧ Ｌ —ｉ Ｉ ｎｌ ｉ ＮＧ Ｌｅｑ ｎ ＡＮ Ｄｏ ｇｊ ， Ｉ ｅ‘ ｉ ｅｑｎ
（１ ￣ ｉ ｔ ｈ ｍｉａ ｃ ｉｅｙ，Ｚ ｅａ ｇ Ｕ ｉ ｒｉ ．ｈｓ ｔ ｅｏ Ｃ ｅ ｃ ｌＭａｈｎ ｒ ｔｕ ｆ ｈｊ ｎ ｎｖ ｓｙ，Ｈａ ｇｈ ｕ３ ０ ７，Ｃ ｉａ； ｉ ｅ ｔ ｎ ｚ ｏ ２ １ ０ ｈｎ ２ ．Ｚｈｆ ｎ ￣ｉ ｔ ｏ ｃ ａ ｉａ ｎ ｅｔｃ ｌＥ ｇｎ ｅｉｇ Ｃ ．Ｌｄ ｅａ ｇ ｈｓ ｔ ｅｆ Ｍｅｈ ｎｃ ｌ ｄＥｌ ｒ ａ ｎ ｉｅｒｎ ｏ ｔ．，Ｈａ ｇ ｈ ｕ３ ０ ２，Ｃ ｉａ） ｉ ｔｕ ａ ｃｉ ｎ ｚｏ ０ ０ １ ｈｎ
ｏ ｕ ｄ ｉ ａ ｋ ｆ ｆ ｉ ｎ ｔ ｎ ｓ．ｂ ｔ ａ ｓ ｒ ｖ ｄ ｂ ｔｅ ｆｕ ｉ ｎ ｅ ｆ ｃ ． Ｗ ｉｈ ｔ ｎ ｒ ｌ ｕ ｌｏ ｐ ｏ ｉ ｅ ｅ ｔ ｒ ｄｉ ｓ ｏ ｆｅ ｔ ｆ ｔ ｓａ ｄａ ｄ ｋ— ｓ ｔ ｒ ｕ ｅ ｃ ｄ ｌ ｔ ｒ ｅ ｄｉ ｎ ｉ ｎ ｌｃ ｍｐ ｔ ｔｏ ａ ｕ ｂ ｌ ｎ ｅ ｍｏ ｅ ， ｈ ｅ ｍｅ ｓ ｏ ａ ｏ ｕ ａ ｉ ｎ ｌ
拌 的 全三 维流场进 行 了数 值模 拟计 算 ， 算 了射 流 的流程 、 响 范 围及搅 拌 效果 ， 用数 值 计 算 方法 考 估 影 采 察 了搅拌 效 果。研 究结 果显 示 ， 方法可 以克服 实验 中经 费投 入和 测量精 度 等方 面的 限制 ， 工程应 用 该 对
chapter9讲义燃烧室空气动力学
9.2 燃烧室空气动力学燃烧室空气流动在燃烧室的设计和性能方面非常重要，如果有一个好的空气动力学的设计，并且与喷雾匹配良好，则燃烧室的气动热力性能就不会有太大的问题。
在燃烧室机匣内，头部端壁（含旋流器）和火焰筒壁面将燃烧室的流动分为两个部分，头部端壁、火焰筒以及机匣中的流动称为外部流动，而头部和火焰筒内部的流动称为内部流动。
见图9.26所示。
图9.26 燃烧室的内部流动和外部流动外部流动的主要特征是扩压降速，并保证流动均匀，不发生分离，为内部流动提供良好的进气条件。
内部流动分主燃区流动、掺混区和冷却壁面附近的流动。
主燃区的流动是形成回流区，实现燃烧室的高性能燃烧，掺混区的流动主要是保证燃烧室出口温度分布符合发动机总体的性能要求，当然，出口温度分布与主燃区的流动也有很密切的关系。
火焰筒壁面的流动主要是气膜流动，保证火焰筒壁面的高效冷却。
本小节主要集中在燃烧室的外部流动以及内部流动中的主燃区及掺混区流动。
见图9.27。
火焰筒壁面流动在火焰筒壁面冷却中叙述。
图9.27 燃烧室的流动过程9.2.1 扩压器流动在航空燃气涡轮发动机燃烧室中，为了减小燃烧过程的压力损失以及缩短燃烧室的长度，从压气机出口的高速气流首先进入扩压器，通过扩压器将压气机出口高速空气流动的动压头尽可能大的恢复成静压然后进入燃烧室火焰筒。
目前高性能航空燃气轮机为了追求高的压缩性能，压气机的负荷很大，而且压气机出口空气的流速很高。
目前典型的数据是压气机出口的动压头占来流总压的10％。
扩压器的功能就是尽量的恢复该部分能量。
否则，将导致燃烧过程中压力损失大，最终使得发动机的耗油率上升。
扩压器的性能要求如下：a)压力损失低，一般而言，扩压器的损失要小于压气机出口总压的2％；b)长度短，扩压器的长度应尽量短，减小发动机的长度和重量；c)前置扩压器中没有分离，除了在突扩区域中；d)出口气流在周向和径向都均匀；e)在所有工况下运行稳定；f)对压气机出口流场变化不敏感。
油管清洗专用高压水射流旋转喷头外形尺寸及当量喷嘴直径参数选择
油管清洗专用高压水射流旋转喷头外形尺寸及当量喷嘴直径参数选择简介油管清洗工作需要使用高压水射流来清洗油管内部的污垢，为了达到清洁效果，需要使用专用的高压水射流旋转喷头。
而为了让旋转喷头达到最佳使用效果，需要选择合适的喷头外形尺寸及当量喷嘴直径参数。
本文将介绍油管清洗专用高压水射流旋转喷头的外形尺寸及当量喷嘴直径参数选择。
高压水射流旋转喷头外形尺寸选择高压水射流旋转喷头紧要由芯轴、轴承、转盘、喷孔等构成。
而外形尺寸选择则需要兼顾以下几个方面：1. 喷头的压力范围高压水射流旋转喷头的压力范围一般会有明确标明，需要依据使用的高压水射流器的压力范围来选择合适的旋转喷头。
2. 喷头的扭矩和转速清洗油管需要旋转喷头进行清洗，因此需要依据所需的扭矩和转速来选择旋转喷头的尺寸。
一般来说，较大的喷头将具有更高的扭矩和较低的转速，而较小的喷头则相反。
3. 喷头的外形尺寸和清洗范围清洗不同尺寸的油管需要使用不同外形尺寸的旋转喷头。
一般来说，较小的旋转喷头适用于小直径的油管清洗，而较大的旋转喷头适用于大直径的油管清洗。
当量喷嘴直径参数选择当量喷嘴直径是指高压水射流喷头的喷头孔径和高压水射流的流量之间的关系。
在油管清洗工作中，需要选择合适的当量喷嘴直径以达到最佳的清洁效果。
以下是选择当量喷嘴直径的几个方面：1. 清洗站点的需求清洗站点的不同需求会影响当量喷嘴直径的选择。
例如，需要清洗较大的油管时，需要选择较大的直径，以确保适当的流量和压力。
对于清洗工作需要更高的清洁效率时，也需要选择较小的当量直径。
2. 高压水射流流量和压力高压水射流喷头的流量和压力会直接影响到当量喷嘴直径的选择。
一般来说，当需要更大的流量和更高的压力时，需要选择较大的当量喷嘴直径。
3. 需要清洗的物质不同种类的污垢需要不同的清洁方案和当量喷嘴直径。
例如，清理硬质污垢时需要更高的喷头压力，而清理比较软的污垢时需要较小的当量喷嘴直径。
总结油管清洗专用高压水射流旋转喷头外形尺寸及当量喷嘴直径参数的选择在油管清洗工作中特别紧要。
叶轮式旋转射流喷嘴的射流特性研究
叶轮式旋转射流喷嘴的射流特性研究牛似成;王翔;杨永印【摘要】为提高PDC钻头钻进水平段时的并底射流辅助破岩能力,开展了叶轮式旋转射流喷嘴的射流特性研究.利用k-ε双方程标准湍流模型,对叶轮式旋转射流流场进行了数值模拟,并采用旋流强度和流量系数评价了射流破岩能力.数值模拟结果表明,叶片扭曲角为115°～140°、直柱段无因次长度为0.6～0.8、收缩角为60°～70°时,流量系数和旋流强度可取得最佳值,射流破岩能力最强.根据不同喷距下的旋转射流破岩试验结果,分析了叶轮式旋转射流喷嘴的破岩特性,结果表明,同压降下叶轮式旋转射流破岩直径是普通直射流的近3倍,且喷距在7～11倍喷嘴出口直径时破岩直径最大.研究结果表明,叶轮式旋转射流喷嘴的破岩能力优于普通直射流喷嘴,且通过优化叶轮式旋转射流喷嘴几何参数可提高其破岩能力,加强井底清岩和辅助破岩效果,提高PDC钻头的破岩效率.【期刊名称】《石油钻探技术》【年(卷),期】2013(041)006【总页数】5页(P110-114)【关键词】喷嘴;旋转射流;旋流强度;流量系数;数值模拟;几何模型;破岩效率【作者】牛似成;王翔;杨永印【作者单位】中国石化华北分公司工程技术研究院,河南郑州450006;中国石化华北分公司工程技术研究院,河南郑州450006;中国石油大学(华东)石油工程学院,山东东营257061【正文语种】中文【中图分类】TE248水平井水平段钻进速度一般比较低，而水力射流辅助破岩钻进技术是提高钻井速度的有效途径之一[1］。
目前，采用PDC钻头钻进水平段时采用普通直射流清洗井底，清岩和辅助破岩能力有限，极大地限制了钻速的提高。
理论和试验研究表明[2-5］，旋转射流具有较强的切向速度和径向速度，在大幅增加清洗面积的同时提高了破岩能力，能够提高钻井速度。
目前，国内外很多学者对旋转射流进行了研究，对旋转射流特性的了解也较为深入，但很少用来改进PDC钻头的井底流场[6-8］。
旋转射流喷嘴内旋流特性的PIV实验分析_胡鹤鸣
旋转射流喷嘴内旋流特性的PIV 实验分析胡鹤鸣,刘昭伟,陈永灿,李 玲(清华大学水利水电工程系,北京100084)摘 要:利用二维粒子图像测速技术(PIV)对旋转水射流喷嘴内部流场进行了测量,将喷嘴入流条件分为入流流量比(切向流量与轴向流量之比)以及入流总流量两个因素,分析了两者对喷嘴出口旋流结构、切向速度分布以及喷嘴出口旋流数的影响。
实验结果表明,入流流量比对喷嘴出口的切向速度大小及其径向分布都有影响,而入流总流量只影响其大小;入流流量比和入流总流量的增加均可使喷嘴出口的旋转流动增强,但只有入流流量比的增加可使喷嘴出口旋流数增加,而旋流数是喷嘴加旋效果的检验标准。
关键词:水力学;喷嘴;旋转射流;PIV;流速分布中图分类号:TV13112文献标识码:AExperimental study on the swirling characteristics ofa swirling water jet nozzle by using PIVHU Heming,LIU Zhaowei,C HE N Yongcan,LI Ling(Department o f Hydraulic &Hydro power Engineering ,Tsinghua University ,Bei j ing 100084)Abstract :An experimental system for the swirling water jet nozzle is established to investigate the swirling charac teristics of the nozzle flo w,and the velocity field in the nozzle is measured with a two -dimensional particle image velocimetry (PI V )syste m.An quantitative analysis on the internal flow structure,tangential velocity distribution and swirling intensity shows that,among the two parameters,i.e.the flow rate ratio (tangential inflow vs.axial inflow)and the total flow rate of the nozzle inlet condition,the former deter mines the magnitude and distribution of the tangential velocity,and the latter determines the magnitude only.The tangential velocity can be enhanced by increasing either of the two inlet para meters,but only the flow rate ratio makes contribution to the swirling number that characterizes the nozzle outle t swirling and hence dominates the water flo w jetted from the nozzle.Key words :hydraulics;nozzle;swirling jet;PI V;distribution of velocity收稿日期:2008-01-25基金项目:国家自然科学基金资助项目(50379018)作者简介:胡鹤鸣(1980)),男,博士研究生,E -mail:huheming99@mails.tsi 0 引言旋转射流是一种十分重要的射流形式,在诸多工程领域有着广泛的应用,如发动机燃料喷注系统利用旋转射流的扩散雾化效果达到燃料充分燃烧的目的[1],高压水射流钻井设备利用旋转射流出射角大的特性而实现扩大孔径的目的[2]。
水射流名词解释
1.Abrasive jet磨料射流：将一定数量的磨料(如碳化硅、石榴子石、金刚砂以及石英砂等砂类)，与高压水互相混合而形成的液固两相射流。
A certain amount of abrasive (such as silicon carbide, garnet, emery and quartz sand and sand), with high-pressure water mixed with each other to form a liquid-solid two-phase jet.2 Abrasive suspension jet磨料浆体射流：预先将磨料、各种添加剂与水配成为浆体，利用高压泵增压，通过喷嘴形成磨料浆体射流，这种射流属非牛顿流体。
Pre-abrasive, various additives and water with a paste using high pressure booster pump, through the the nozzle formation of abrasive slurry jet, this jet is a non-Newtonian fluid.3.Cavitation空化:一般把液体内部局部压力降低时，液体内部或液固交界面上蒸气或气体的空穴(空泡)的形成、发展和溃灭过程，称为空化。
Generally reduce the partial pressure of the liquid inside, inside the liquid or liquid-solid surface at the junction of vapors or gases hole (cavity) formation, development and collapse process called cavitation.4.Cavitation erosion空蚀，汽蚀：由于空泡溃灭过程发生于瞬间(微秒级)，因而在局部产生极高的瞬时压力，当溃灭发生在固体表面附近时，水流中不断溃灭的空泡所产生的极高压力引起的反复冲击作用，使固体表面产生破坏，这种现象称为空化冲蚀，简称空蚀。
超短半径水平钻井技术ppt课件.ppt
三
超 短 半 径 水 平 井 钻 井 系 统 及 工 艺
斜向器
在0.3米的半径内使生产管迅速从垂直方 向转向水平方向； 确保钻头准确地进入薄地层，钻至合适 的位置； 尽量减小扩眼直径； 保证生产管的变形在允许范围内。
斜向器
钻杆弯曲轨迹图
钻杆曲率单调 变化段受力分析图
轨道送进阻力的计算值与实测值比较
技术优势
老井改造(辐射状水平井使老井更新、死井复 活，开采残余油气）； 穿通分隔的垂直裂缝； 大大提高薄油气层产油气的能力； 有利于低压、低渗油层的重力排油； 可提供更高的注水效率； 在热力驱油中能更有效和经济地传播热量， 并可方便地实现不间断地蒸汽吞吐。
径向水平钻井过程示意
基本工艺过程
磨铣套管(1．5へ3米长)； 扩大井眼（直径约0．6米）； 下入斜向器，用井下锚定器定位； 下人生产管(钻杆)及水力破岩钻头； 钻进（调整钻进参数，控制钻进速度）； 轨迹控制（测量、调节）； 完井作业 斜向器回收
完井作业
用电化学方法切割掉钻头； 进行砾石充填作业； 沿水平井段的生产管进行电化学射孔； 下入柔性割缝衬管或滤网； 割断生产管。 或将钻杆拉回，裸眼完井或砾石充填完 井。
二、发展历史与现状
美国、苏联、法国、罗马尼亚、日本、加拿大 等国； 1929年、美国、得克萨斯州； –两个长约7米的5-1／4″水平排液井眼 –采油速度从原来的大约1.5桶／天提高到60
材料
屈服强度 断裂强度 延伸率
ASME606-Ⅳ
483Mpa 640MPa 30%
20#碳素结构钢 245Mpa 410MPa 25%
ASME606-Ⅳ连续管性能参数表 外径 壁厚 轴向拉伸极限 抗内压极限
1.25” 3.4mm
旋转水射流
所谓旋转射流是指在射流喷嘴不旋转的条件下产生的具有三维速度的、射流质点沿螺旋线轨迹运动而形成的扩散式射流，也称之为旋动射流。
这种射流与常规的普通圆射流的主要不同点在于其外形呈明显扩张的喇叭状，具有较强的扩散能力和卷吸周围介质参与流动的能力，并能够形成较大的冲击面积，产生良好的雾化效果。
旋转射流作为一种特殊射流，早已被用于工农业生产中。
喷洒农药的雾化器就是一个典型实例，液体农药通过管道被压到一个装有旋流片的雾化器中，使农药液流产生高速旋转，并喷出雾化器，达到雾化农药的目的。
工程技术中常常利用旋风原理来组织燃烧炉中的燃烧过程，如旋风燃烧室、旋风预燃室等。
因为燃料的燃烧过程可分为三个基本阶段：燃料与助燃空气的混合、燃料与空气的混合物升温到藉火温度，以及燃烧反应过程。
燃烧反应过程也就是燃料和空气中氧气之间进行的氧化过程，这个阶段实际上是瞬间完成的。
而前两个阶段则需要较长的时间。
因此，组织混合的过程决定着整个燃烧过程和火焰的特性，从而决定着炉膛内的温度分布和对工艺要求的适应程度。
在旋风燃室或顶燃室中，由于旋转射流能使流体质点以较高的速度旋转前进，形成扩散，产生一定程度的雾化，并且在强旋射流的内部形成一个回流区．旋转射流不但从射流外侧卷吸周围介质，而且还从回流区中卷吸介质，故它有较好的“抽气”能力，使大量的高温烟气回流到火炬根部，使燃料与空气充分掺混，提高温度和浓度的均匀分布程度，保证燃料顺利着火和火炬稳定燃烧，提高燃烧效率。
另外，在石油钻并工程中使用的固控设备(如除砂器、除泥器、离心机等)，也是利用旋转流体的离心力原理将流体中的因相颗粒进行分离清除，以保持洗井浓的性能，满足钻井过程中的安全快速钻进之需要，旋转射流的流动见图所示。
通常用圆柱坐标来描述旋转射流的运动，将射流各质点的流速分解为三个分量：轴向流速u，径向流速和切向流速，这三个流速分量的时均流场和脉动流场就可表示旋转射流的运动状态。
vw旋转射流的旋动程度，简称旋度(或称旋流数)，是区别于一般射流的一个重要运动参数。
同轴交叉旋转射流过程燃烧特性的实验研究
风速 仪测量烧 嘴 出 口的点 速度 ， 考察 烧 嘴 的流 动 特 性 ． 相关 的计算公 式 如下． 其 孔 流系数 计算 公式 为 ：
Ｃ 一 —— ， （） １
ｏ
旋转射 流燃烧 器 、 交叉 射 流燃 烧 器 及钝 体 燃烧 器 的
原 理 和 特 点 ， 计 了 同 轴 交 叉 旋 转 射 流 燃 烧 实 验 设
关 键 词 流 动 ， 烧 ， 叉 射 流 ， 转 射 流 ， 式 炉 燃 交 旋 管
中 图分 类 号 ＴＱ５ ４ ３
０ 引 言
国 内焦 化厂通 常采用 引射式燃 烧 器燃用 焦炉煤 气对 管式炉进 行加 热 ， 而我 国绝 大 多数 钢铁一 化联 焦 合企业 普遍存 在焦 炉煤气 短缺 和高炉煤 气剩余 的矛 盾． 高炉 煤气 因其 热值 低 ， 火 困难 ， 易 燃烧 而 被 点 不
Ｆｉ ２ Ｅｘ ｅ ｉ ｅ ｔ ｌａ ｐ ｒ ｔ ｓ ｏ ｈ ｏｔｓａ ｅｅ ｅ ｉ ｎ ｇ． ｐ ｒｍ ｎ ａ ｐ ａ ａ ｕ ｆｔ ｅ ｈ ｔ ｔ ｘｐ ｒｍｅ ｔ
用转 子 流量计 和孑 板 流量 计分 别测 量燃 气 和助燃 空 Ｌ
平 均流速 ， ｓ ｍ／ ； 实验状 况 下空气 密度 ， ｇ ｍ ． 为 ｋ／ 。 冷 态实验 装 置 见图 １ 以低 压 空 气模 拟 煤 气 的 ，
流动 ， 拟 燃 气 和 助 燃 空 气 分 别 由 ＨＧ５ ０型 和 模 ５
【国家自然科学基金】_射流参数_基金支持热词逐年推荐_【万方软件创新助手】_20140801
湍流掺混 湍流强度 温度分布 淹没射流 淬火 消融等离子体 涂层 波流 污染物浓度 水平姿态传感器 水力喷射 气体射流 概率密度函数 检测 机器人等离子熔射 显微结构 数值仿真 掩膜 推力 换热系数 拟序结构 扩散火焰 微等离子体射流 微磨料空气射流 微流道 微波等离子体 微分约束方法 岩石破碎 射流增压 射流参数 对流换热 实验室试验 孔流系数 孔几何形状 孔内压力 大涡模拟 大气压 堵漏 围压 喷射注射 喷射 合成射流 双金属复层铸坯 压电驱动器 压力 加速度计 加工轮廓 冷喷涂 冷却实验 冲击射流 低温气体雾化射流冷却 低渗透 亚射流过渡 二阶流体
科研热词 数值模拟 射流 边界积分 脉冲射流 气泡 数学模型 直接数值模拟 热等离子体 流场 旋流效应 效率 抛光 微磨料 壁面 喷动流化床 反应器 压力 高压磨料射流 颗粒混合 颗粒浓度 频率 雾化 附壁效应 防漏 锥 钻割一体化 钻井 迷宫密封 进料段 轮廓形状 试验研究 表面粗糙度 薄板坯连铸 船舶、舰船工程 自激振荡 脉冲频率 结晶器 紊流 系统压力 等离子体射流 等离子体发生器 空气射流加工 稳定性 离散单元法 磨料水射流 磨料射流 碰撞 相变 直接搜索算法 பைடு நூலகம்空液体 物理模型 湍流
混合对流 液面波动 液体喷射泵 液体发射药火炮 涡流发生器 消融控制电弧 消能 浆体 流量 流动聚焦 流体力学 泄漏量 汽轮机 水射流切割 水射流 水垫塘 水力学模拟 水力喷射 水力共振 氧枪设计 气体射流 毛细管放电 毛刺生成 枪位 极限膛压 材料冲蚀率 有限元方法 有限元分析(fea) 时均性能 旋进射流喷嘴 旋转射流 方腔 数值解 数值研究 提升管 掺气射流 微射流 射流稳定性 射流泵 射流扩展形态 射流,光顺,三维 射孔枪 它激振荡 孔间距+ 孔径 大涡模拟 大密度比 堵漏 喉嘴距 可压缩性 参数共振 去除率 压力损失 单分散性
第五章射流——精选推荐
第五章射流当流体由喷嘴喷射到一个足够大的空间时，流股由于脱离了原限制环境，而在空间中继续流动扩散，这种流动叫射流。
射流在许多金属冶炼过程中起着重要的作用。
例如，氧气顶吹转炉炼钢的氧气射流，加热炉燃料烧嘴的喷射流出等。
本章主要讨论自由射流、半限制空间射流和旋转射流。
5.1 自由射流气体从管嘴喷射到自由空间后形成自由射流，必须具备两个条件：（1）四周静止的气体介质的物理性质与喷出气体完全相同；（2）在整个流动路途中不受任何液面或固体壁面的限制。
v图5-1自由射流示意图5.1.1自由射流的结构由图5-1可以看出，射流有外边界和内边界，射流内外边界之间的区域称为射流边界层。
射流边界层是随着x方向的增长而向两边扩展。
引射更多的周围介质进入边界层；一边向内扩展，与保持速度为初始速度的区域（射流核心区）进行动量和质量的交换，使该区域逐渐地减小。
这样，沿x方向距离越大，射流边界层越宽。
在某一距离处，射流边界层扩展到射流轴心线，只有射流中心一点处的速度仍保持初始速度，射流的这一截面称为转折截面。
显然，在转折截面后，射流中心速度要开始衰减，射流半径随射流进程进一步增大。
在管嘴出口截面和转折截面之间的射流区域称为射流的初始段。
在初始段，射流中心速度等于初始速度，具有初始速度v 0的区域为射流核心区。
转折截面后的射流区域称为射流的主段或基本段。
在主段，射流中心速度沿x 方向不断降低。
射流的主段完全为射流边界层所占据。
5.1.2 动量守恒在射流过程中，流出的流体质点和周围静止的流体质点间发生碰撞，进行动量交换，把自己的一部分动量传递给相邻的流体，带动周围介质向前流动。
这样，射流断面逐渐扩大，被引射的流体量逐渐增多。
这种动量交换过程可以看作是非弹性体的自由碰撞，即静止流体质点被运动的流体质点碰撞后，随即获得了动量而开始运动。
虽然碰撞造成了动能损失，但喷射介质与被引射的介质二者的动量之和不变，因此沿x 进程射流总动量不变，即m q v=常数 （5-1）由于动量不变，沿射流进程的压力也将保持不变。
侧向旋转射流进气对固冲发动机性能的影响
燃室燃烧效率、 发动机推 力等参数 。数值模拟表 明， 对于侧 向进 气固体火箭冲压发 动机 ， 在空气射流 中引 旋转流动 ， 入 能有
效提 高补 燃室 内的燃烧效率 ， 一步提 高发动机性 能。燃烧效率随旋流强度呈先增大 、 又减小的规律 。采用 最佳旋流数 进 后 的旋转进 气后 。 可使发动机 推力提 高约 ２ ３ ． ％。
固 体 火 箭 技 术
第 ３ 卷第 ６ １ 期
Ｊｕ ｎ ｌ ｆＳ ｌ ｏ ｋ ｔＴ ｃ ｎ ｌｇ ｏ ｒａ ｏｉ Ｒ ｃ ｅ ｅ ｈ ｏｏｙ ｏ ｄ
Ｖ Ｉ３ ． ０ ８ ｏ ． ｌＮｏ ６２ ０
Hale Waihona Puke 侧 向旋 转 射 流 进气 对 固冲发 动 机 性 能 的影 响①
冯喜平 ， 董 韬， 李进贤 ， 唐金 兰
关键 词 ： 固体 火箭 冲 压 发 动机 ； 流 进 气 ； 次燃 烧 ； 值 模 拟 旋 二 数
中图分类号 ： ４ ５ Ｖ ３
文献标识码 ： Ａ
文章编号 ： ０ －７ ３ ２ ｏ ）６０９ － １ ６２９ （ ｏ８ ０ －５ １ ４ ０ ０
Ｉｆ ｅ ｃ ｆ ｕ ｌ ｉｅｉｌｔ ｗ ｒ－ ｊｃｉｎ ｏ ｎｌ ｎ ｅｏ ａ－ ｄ ｅ ｉｌ ｎｅｔ ｎ ｕ ｄ ｓ ｎ ｓ ｉ ｏ ｐ ｒｏ ｍａ ｃ ｆｓｌ ｏ ｋ ｔ ａ ｅ ｅｆｒ ｎ ｅｏ ｏｉ ｒ ｃ ｅ ｍｊｔ ｄ ｒ
Ｃ ｍ ｕ ｔ ｎ ｅ ｃ ｎ ｙｆ ｌ ｓｔ ｕ ｆ ｒｔ ｎ ｒａｅ ａ ｄｔｅ ｅｒａ ｅｗｔ ｅｓ ｉ ｊｃ ｏ ｔ ｓ ｙ ｈ ａ ｊｔ ｈ ｕｔ ａ ｏ ｂ ｓ ｏ ｆ ｉ ｃ ｌ ｗ ｅｒ ｌ ｏ ｓ ｃｅ ， ｎ ｎｄ ｃ ｓ ｉ ｔ ｗ ｒ ｉ ｅｔ ｎ ｉ ｅ ｉ ．Ｔ ｅｒ ｅ ｔ ｓ ｃ ｉ ｉ ｅ ｏｏ ｈ ｅ ｆ ｉ ｓ ｉ ｈ ｅ ｈｈ ｌｎ ｉ ｎ ｎ ｔ ｍ ｒ ｎ
高等燃烧学
高等燃烧学1. 捷尔道维奇：针对二维无穷大平板边界层反应流动，将含有燃烧反应速率源项的偏微分方程组中的动量、能量及组分守恒方程改造成相同形式。
2.广义雷诺比拟：将捷尔道维奇变换进一步改造，使其边界条件也成为相同形式。
3.斯蒂芬流：在相分界面处既有扩散现象存在，同时又有物理或化学过程存在。
4.自由射流火焰结构：层流：边沿光滑,稳定,明亮；湍流：边沿颤动,皱折,破裂。
5.受限射流火焰：受限射流火焰长度比自由射流火焰长度长，且其随θ的减小而增大。
6.旋转射流火焰：具有切向速度，旋转产生轴向、径向的压力梯度，并在轴向产生回流区，可以提高火焰的稳定性与燃烧强度。
7.着火：指预混可燃气体反应的自动加速、自动升温而引起某个空间或某个瞬间出现火焰的过程，此过程中化学反应速度出现跃变。
8.着火方式：化学自燃、热自燃、热点燃。
9.着火机理：热自燃（化学链锁反应）Q产生>Q散发（Q换成P）→W↗→着火。
1.本生灯：是一个垂直的圆管，其中流动着均匀的可燃混合气。
混合气在管口处被点燃后，将形成稳定的正锥体形层流火焰前锋，火焰由内外两层火焰锥组成。
2.火焰稳定机理：用钝体改变高速混气的速度场分布，实现SL=un；在钝体的后方形成两个高温回流区，作为混气的固定点火源。
3.火焰稳定方法：用逆向射流；用回流热气体；用金属丝棒环；用值班火焰。
4.谢苗洛夫：反应放热曲线与系统向环境散热的散热曲线相切就是着火的临界条件，谢分析法认为在容器内温度与浓度是均匀的，而只研究过程随时间的变化。
5.弗朗克：以体系最终是否能得到稳态温度分布作为自燃着火的判断准则，给出了热自燃的稳态分析方法。
6.折算薄膜方法：将一个真空的二维轴对称对流传热传质问题转化为一个假想的等值球对称的导热与扩散问题。
a.不考虑蒸发和燃烧，将液滴看成是一个只与气流有对流换热的固体球，将对流换热转化为球对称导热问题；b.不考虑对流的存在，只研究这个假想的有分子导热和扩散的球壳内的蒸发与燃烧。
旋转射流清除浅埋物表土及相关机理的研究的开题报告
旋转射流清除浅埋物表土及相关机理的研究的开题报告标题：旋转射流清除浅埋物表土及相关机理的研究摘要：随着城市化进程的加快，城市中出现了越来越多的地下管线和设施，其中部分浅埋于地表以下。
这些管线和设施在城市建设和维护中起到至关重要的作用。
但是，由于地面上的建筑和交通工具等原因，这些浅埋物的表土层经常受到损伤和压实，导致对于管线和设施的检修和维护变得困难和复杂。
为了解决这一问题，本研究将采用旋转射流清除浅埋物表土，研究其清除效果、机理以及适用性等方面。
关键词：旋转射流，浅埋物，表土清除，机理研究一、研究背景与意义近年来，城市化进程不断推进，城市中出现了越来越多的地下管线和设施，其中部分浅埋于地表以下。
这些管线和设施在城市建设和维护中起到至关重要的作用。
然而，这些浅埋物表土层往往因为人为原因或自然因素受到损伤和压实，严重影响了对于管线和设施的检修和维护。
传统的清除表土方法如挖掘和蚯蚓法等存在诸多不足，如损坏被保护管道、费时费力等。
因此，寻找一种新的表土清除方法十分必要。
二、研究内容及方法本研究将采用旋转射流清除浅埋物表土，探究其清除效果及机理。
旋转射流利用旋转喷头在高速射流的作用下将表土层彻底剥离，从而清除浅埋物表土。
研究中将实现旋转射流的设计和制造，并进行室内和室外试验。
通过分析试验数据，评估旋转射流的清除效果及优缺点，进而探究清除机理和适用性。
同时，采用数值模拟方法，进一步探究旋转射流的清除机理和优化其设计参数。
三、研究成果与意义本研究将通过试验和数值模拟探究旋转射流清除浅埋物表土的机理，并评估其清除效果和适用性。
结果将为城市地下管线和设施的维护与检修提供新的、高效的表土清除方法。
此外，本研究还将有助于促进旋转射流技术在其他领域的应用。
四、研究计划1. 完成旋转射流喷头的设计和制造。
2. 进行室内试验，确定旋转射流的清除参数。
3. 进行室外试验，评估旋转射流的清除效果。
4. 采用数值模拟方法，分析旋转射流的清除机理和优化设计参数。
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6.1 自由射流
⒊ 速度分布（经验公式） 截面上速 度分布
v y 1 v中 b
速度
vx（轴向速度） vr（径向速度）
6.2 旋转射流
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 x d 5 以后，v、vr 基本上消失，只有vx存在。
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 射流流体物理性质如温 度、密度等与介质相同 形成自由射流必 须具备两个条件 空间介质不动，且不受 边界的限制
6.1 自由射流
6.1 自由射流
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
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。
S
G Gx R
G角动量矩（切向冲力绕x轴） Gx轴向推力 R喷嘴喷口半径
3
2 1 (r1 r2 ) 叶片式旋流喷嘴的旋流强度 S tg 2 3 1 (r1 r2 )
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。
液体燃料燃烧
B
气体燃料燃烧 A
C
炉外精炼
例如
转炉吹氧 E D 高炉喷吹
第6章 射流
自由射流
按机理
半限制射流
限制射流
射 流
按流动性质
旋转射流
层流射流
紊流射流
6.1 自由射流
1.5
2
b射流的半宽度
ax d 6.8 0.147 圆形射流 d0 d0 ax 扁形射流 b 2.44 0.41 b b 0 0 a 0.07 ~ 0.08 a 0.10 ~ 0.11
x d 2时，v m 0，回流区 v x v0 与 v m v0 相重合 x d 2，回流区消失，
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
p pa p
2
02
强的卷吸作用，x，静
压力大气压力，卷吸 作用。
S，流动阻力，提供能量（大的压差），
s 。
S 0 无旋流 S 0.6 强旋流 S 0.6 弱旋流
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Байду номын сангаас响？有何实际意义？
本章小结
主要内容：射流定义及分类，自由射流，旋转射流，
半限制射流，射流的相互作用。
重点：自由射流，旋转射流。 难点：射流的相互作用。 基本要求：掌握自由射流、旋转射流的特性，理解
2
vx
2 d0
A
vdA A
圆形射流
q V0 v 0
q Vx
4 vx d 2 4
1.18 ax 0.41 b0
q Vx q V0
ax 4.4 0.147 d0
扁形射流
q Vx q V0
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）
S，卷吸量，紊流扩散越强，消耗的能量，速度衰减快
改变S改变气流的速度分布和调节焰的长度。
S，火焰短，温度较高；S，火焰长，温度分布均匀。
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
每秒输出动能 旋流器效率 s 每秒降压功
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
速度场
旋流强度对气流结构的影响
回流区 旋流器效率
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： qmx x 1 0.5S 0.2071 S qm0 d
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， v中 v 0 。
d0喷口直径；b0喷口半高度
6.1 自由射流
圆形射流：
v中 v0 0.48 ax 0.147 d0
中心速度分布
v中 v0 1.2 ax 0.41 b0
扁形射流：
6.1 自由射流
⒋ 截面平均速度及流量
v y 1 v中 b
1.5
射流的相互作用。