第六章-气体射流(第一次修改)课件.ppt

1、任课教师：康亚明任课教师：康亚明穷究于理，成就与工穷究于理，成就与工2011年年5月月27日日核心问题核心问题1：管路的串联与并联管路的串联与并联一、串联管路一、串联管路1.1.各管段的流量相等各管段的流量相等2.2.总损失等于各段管道中损失之和总损失等于各段管道中损失之和321QQQQ21 3123llllhSQhhh221SSSS222112233SQS QS Q串联管路的两类计算问题串联管路的两类计算问题ABH21（1）已知串联管道的流量）已知串联管道的流量Q，求总水头，求总水头H ；（2）已知总水头）已知总水头H，求串联管道的流量，求串联管道的流量Q。知道电流知道电流求电阻求电阻知道电

2、阻知道电阻求电流求电流3211111SSSS311323321221;SSQQSSQQSSQQ123123111:Q Q QSSS-并联管路流量分配规律并联管路流量分配规律两类计算问题两类计算问题AQQ1 d1 hl1Q2 d2 hl2Q3 d3 hl3BQ（1）已知）已知A点和点和B点的静水头线高度（即测压管水头点的静水头线高度（即测压管水头z+p/)，求总流量求总流量Q；（2 2）已知总流量）已知总流量Q，求各分管道中的流量及能量损失。，求各分管道中的流量及能量损失。1.现象：现象：能量守恒观点：能量消耗的过程能量守恒观点：能量消耗的过程 动量定理观点：动量转化为冲量的过程动量定理观点：动

3、量转化为冲量的过程 内在原因：液体有惯性和压缩性内在原因：液体有惯性和压缩性 外在原因：液流速突然发生变化外在原因：液流速突然发生变化 在流体有压管道中，某种原因突然使液流速度发在流体有压管道中，某种原因突然使液流速度发生变化，引起压强大幅度波动的现象，称为水击。生变化，引起压强大幅度波动的现象，称为水击。水击压强可达管中正常压强的几十甚至几百倍。水击压强可达管中正常压强的几十甚至几百倍。2.产生原因产生原因 产生噪声产生噪声 产生振动（剧烈）产生振动（剧烈）破坏阀门破坏阀门 管道断裂泄漏管道断裂泄漏 管道爆裂管道爆裂 水泵受损水泵受损 压力表弹性元件塑性变形压力表弹性元件塑性变形3.3.危害

4、：危害：4.4.消除和防止措施消除和防止措施方法方法原理原理（1 1）延长阀门的启、闭时间尽）延长阀门的启、闭时间尽量减短管道长度量减短管道长度避免发生直接水击避免发生直接水击（2 2）加大管径，限制流速）加大管径，限制流速降低降低p pmaxmax（3 3）在管道中的阀门前安装溢）在管道中的阀门前安装溢流阀（液体安全阀）或调压塔流阀（液体安全阀）或调压塔排放超出安全许用的压强脉冲排放超出安全许用的压强脉冲（4 4）在管道中的阀门前安装蓄）在管道中的阀门前安装蓄压器，贮气罐等，或在低压管压器，贮气罐等，或在低压管中接一橡胶管段。中接一橡胶管段。吸收水击能量加大管系的弹性，吸收水击能量加大管系的

5、弹性，降低降低a a值，使值，使p pmaxmax下降。下降。消除和防止措施消除和防止措施第六章第六章 气体射流气体射流射流的应用射流泵一、射流泵的工作原理喷浆二、射流泵的分类三、射流流动结构XSSX核心A起始段DM0主体段BCF边界层REr00n6-1 无限空间淹没紊流射流的特征无限空间淹没紊流射流的特征3.4KxtgKax0BKx紊流系数与出口紊流系数与出口断面上紊流强度断面上紊流强度有关，也与出口有关，也与出口断面上速度分布断面上速度分布的均匀性有关。的均匀性有关。射流结构射流结构XSSX核心A起始段DM0主体段BCF边界层REr00n喷嘴种类喷嘴种类带有收缩口的喷嘴带有收缩口的喷嘴0.

6、0660.071圆柱形管圆柱形管0.0760.08带有导风板的轴流式通风机带有导风板的轴流式通风机带导流板的直角弯管带导流板的直角弯管0.120.20紊流系数紊流系数2a2 5 2 02 7 1 0oo29 00o4 4 3 06 8 3 0oo紊流系数紊流系数2a7 8 4 0o2 9 3 0o3 2 1 0o4 1 2 0o 从表中数值可知从表中数值可知,喷嘴上装置不同形式的喷嘴上装置不同形式的风板栅栏风板栅栏,则出口截面上气流的扰动紊乱程度则出口截面上气流的扰动紊乱程度不同不同,因而紊流系数也就不同。扰动大的紊流因而紊流系数也就不同。扰动大的紊流系数值增大，扩散角也增大。系数值增大，扩散

7、角也增大。由由tan3.4Ka可知可知：XSSX核心A起始段DM0主体段BCF边界层REr00na值确定，射流值确定，射流边界层的外边界线边界层的外边界线也就确定，射流即也就确定，射流即按一定的扩散角向按一定的扩散角向前作扩散运动，这前作扩散运动，这就是它的就是它的几何特征几何特征。应用这一特征，对应用这一特征，对圆断面射流可求出圆断面射流可求出射流半径沿射程的射流半径沿射程的变化规律变化规律06.8(0.147)Dasdd00000011 3.43.40.294/xsRssasarxrtgrr 00000000/3.4()3.4/1/xrs rxsRa xsaxrxrtg又又以直径表示以直径

8、表示:yR1.52(1)m1.5 21()myRm+yMrR0-yxsx1221Ryyy0 x射流计算式的推证dyy220000Qr 圆断面射流为例应用动量守恒原理截面上圆断面射流为例应用动量守恒原理截面上动量流量动量流量为：为：任意横截面上的动量流量则需积分：任意横截面上的动量流量则需积分：20022RRydyydy 动量守恒式动量守恒式：2220002Rrydy 02220002Rrydy 22mR1222000()()2()()mmryydRvRR6-2 圆断面射流的运动分析圆断面射流的运动分析00mm应用半经验公式代入：应用半经验公式代入：1.5 21()myR1222000()()2

9、()()mmryydRRRm22B1202()md 10()nnmBd 10()nnmCdBn和和Cn值值2200222 0.0464mrvBRv003.28mvrvR0000.9650.480.960.2940.147masasaxrd再将射流半径再将射流半径R R沿程变化规律：沿程变化规律：说明了无因次轴心速度与无因次距离说明了无因次轴心速度与无因次距离 成反比的的规律。成反比的的规律。x03.4Raxr003.40.294Rasrr0000,mmyy RrR r00200000022RRmydyQyyrdQrrr 002.20.294QasQr0QQ0100,QQAA2001000QAr

10、QQ AQR101000.190.190.294asa xr100.96ma x002QQ 020000.45450.230.45450.2940.147QasasQaxrd20200.96max20.47m121200.672nrsa01.49nrtgaSXSSX核心A起始段DM0主体段BCF边界层REr00n3.4tga2.44tga主体段主体段006.80.147Dasdd002.440.41basbbDb射流参数的计算射流参数的计算m000.480.147mvasvd001.20.41mvvasb004.40.147QasQd001.20.41QasQb1000.0950.147vas

11、vd1000.4920.41vvasb2000.230.147vasvd2000.8330.41vvasb12220001 0.761.32QasasQrr 0010.43QasQb 200120001 0.761.321 6.811.56asasrrasasrr01001 0.4312.44asbasb2200011 0.761.32asasrr20011 0.43asbQ1ns00.672nrsa01.03nbsa000.41bxa1.49tga0 x000.294rxa0.97tga00.672nrsa紊流系数紊流系数2a25 2027 10oo29 00o4 4 3 06 8 3 0o

12、o000.480.147mvasvd004.40.147QasQd紊流系数紊流系数2a25 2027 10oo29 00o4 4 3 06 8 3 0oo006.80.147Dasdd00.672nrsa2200011 0.761.32vvasasrrmarsn26.108.015.0672.0672.00mssn1.2mrrasR721.015.0294.015.01.208.04.3294.04.300smdQ/785.73.014.3455.04220001ma2nssmdasm/285.5785.7147.03.01.208.048.0147.048.000smdas/046.1785

13、.7147.03.01.208.0095.0147.0095.0001smdas/533.2785.7147.03.01.208.023.0147.023.0002分析：由计算可知主体段内的轴心速度分析：由计算可知主体段内的轴心速度 小于核心速小于核心速度度 ；比较；比较 、可以看出可以看出,用质量平均速度代表使用用质量平均速度代表使用区的流速要比断面平均流速更适合。区的流速要比断面平均流速更适合。m012关键问题关键问题1：射流的分类射流的分类射流结构射流结构XSSX核心A起始段DM0主体段BCF边界层REr00n关键问题关键问题2：射流的结构射流的结构tan3.4Ka a值确定，射流边值确

14、定，射流边界层的外边界线也界层的外边界线也就确定，射流即按就确定，射流即按一定的扩散角向前一定的扩散角向前作扩散运动，这就作扩散运动，这就是它的几何特征。是它的几何特征。应用这一特征，对应用这一特征，对圆断面射流可求出圆断面射流可求出射流半径沿射程的射流半径沿射程的变化规律变化规律XSSX核心A起始段DM0主体段BCF边界层REr00n关键问题关键问题3：紊流射流的紊流射流的几何特征几何特征00000000/3.4()3.4/1/xrs rxsRa xsaxrxrtg06.8(0.147)Dasdd00000011 3.43.40.294/xsRssasarxrtgrr 又又以直径表示以直径表

15、示XSSX核 心A起 始 段DM0主 体 段BCF边界层REr00nyR1.52(1)m1.5 21()myRm关键问题关键问题4：紊流射流的紊流射流的运动特征运动特征关键问题关键问题5：紊流射流的紊流射流的动力特征动力特征+yMrR0-yxsx1221Ryyy0 x射流计算式的推证dyy220000Qr 圆断面射流为例应用动量守恒原理截面上圆断面射流为例应用动量守恒原理截面上动量流量动量流量为：为：任意横截面上的动量流量则需积分：任意横截面上的动量流量则需积分：20022RRydyydy 动量守恒式动量守恒式：2220002Rrydy 0复习要点复习要点作业作业 1、画图说明射流的结构。、画图说明射流的结构。2、简述无限空间射流的三个、简述无限空间射流的三个 基本特征。基本特征。预习内容预习内容第六章第六章 气体射流气体射流6-3 平面射流平面射流6-4 温差或浓差射流温差或浓差射流6-6 有限空间射流有限空间射流