流體力學(xué)泵與風(fēng)機(jī)6孔口、管嘴出流和氣體射流-資料下載頁
2024-12-08 04:59本頁面
【正文】 口的半高度，其余各參數(shù)的意義都與圓截面射流相同。 【 例題 】 鍛工車間裝有空氣淋?。磵徫凰惋L(fēng)）設(shè)備，已知送風(fēng)口距地面的高度為 ，選擇的風(fēng)口為帶有柵欄的圓形風(fēng)口。要求離地面 ，該區(qū)直徑為 2m，中心處流速為 2m/s。試求風(fēng)口直徑、出口流速及送風(fēng)量。 無限空間淹沒紊流射流 50 溫差或濃差射流及射流彎曲 在前幾節(jié)研究的射流與周圍氣體的溫度和密度是相同的。所以射流軸線與噴口流速 v0的方向相同，形成一條直線，這種射流稱為等溫射流。但在供熱通風(fēng)與空調(diào)工程中，涉及到的射流往往與周圍流體存在著溫度差或所含固體顆粒及其他物質(zhì)的濃度差，這類射流稱為溫差射流或濃差射流。夏天向房間輸送冷空氣降溫，冬天向房間輸送熱空氣取暖，這是溫差射流的實(shí)例。向含塵濃度高或散發(fā)大量有害氣體的生產(chǎn)車間輸送清潔空氣，用以降低粉塵或有害氣體的濃度，改善工作區(qū)的環(huán)境，則屬濃差射流。 溫差或濃差射流及射流彎曲 51 與周圍氣體存在溫度差或濃度差的射流，當(dāng)從噴口高速噴出后，由于紊流質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的橫向摻混，射流除了與周圍氣體發(fā)生動(dòng)量交換之外，還存在著熱量交換和濃度交換。對(duì)于溫差射流，熱量交換的結(jié)果，使原來溫度較低的氣體，溫度有所升高，而原來溫度較高的氣體，溫度有所下降。所以射流各斷面上的溫度分布是不同的，同理，射流各斷面上的濃度分布也不同，這將使射流內(nèi)出現(xiàn)溫度或濃度的不均勻連續(xù)分布。 在供熱通風(fēng)與空調(diào)工程中出現(xiàn)的溫度差或濃度差一般都不大，引起的密度變化很小，在分析中仍可按不可壓縮流體處理，也不考慮異質(zhì)的存在對(duì)流動(dòng)的影響。 溫差或濃差射流 溫差或濃差射流及射流彎曲 52 溫差或濃差射流中所要研究的參數(shù)。 對(duì)溫差射流： T—— 射流任意斷面上任意一點(diǎn)的溫度， K； T0—— 噴口處射流的溫度， K； Tm—— 射流任意一斷面軸心處的溫度， K； Te—— 周圍空氣的溫度， K。 對(duì)濃差射流： X—— 射流任意斷面上任意一點(diǎn)某種物質(zhì)的濃度， mg/l或 g/m3； X0—— 噴口處射流某種物質(zhì)的濃度； Xm—— 射流任意一斷面軸心處某種物質(zhì)的濃度； Xe—— 周圍空氣中某種物質(zhì)的濃度。 溫差或濃差射流及射流彎曲 53 根據(jù)以上參數(shù)我們要掌握其溫度差或濃度差的變化規(guī)律。相應(yīng)的溫度差和濃度差為： 對(duì)溫差射流： 出口斷面溫度差 ΔT0 = T0 Te 軸心溫差 ΔTm = Tm Te 射流任意一斷面上任意一點(diǎn)的溫差 ΔT = T Te 對(duì)濃差射流： 出口斷面濃差 ΔX0 = X0 Xe 軸心濃差 ΔXm = Xm Xe 射流任意一斷面上任意一點(diǎn)的濃度差 ΔX = X Xe 溫差或濃差射流及射流彎曲 54 盡管溫差射流中各斷面的溫度分布有所不同，但是根據(jù)熱力學(xué)可知，在射流壓強(qiáng)相等的條件下，如果以周圍氣體的焓值為基準(zhǔn)，則射流各橫截面上的相對(duì)焓值不變。溫差射流的這一特點(diǎn)，稱為射流的熱力特征。 通過實(shí)驗(yàn)證明，在射流主體段內(nèi)，各橫截面上的溫差分布、濃差分布與流速分布之間，存在如下關(guān)系 溫差射流與濃差射流雖是兩種完全不同的射流，但它們?cè)诟鳈M截面上的溫差分布與濃差分布與在第三節(jié)討論的無因次流速和無因次距離的函數(shù)關(guān)系卻是相同的，這表明這兩種射流的運(yùn)動(dòng)規(guī)律相似。這是由于溫差射流和濃差射流在其本質(zhì)上沒有區(qū)別，即這兩種射流都與周圍氣體的密度不同。 )1RyuuXXTTmmm（???????? (式 ) 溫差或濃差射流及射流彎曲 55 表 溫差、濃差射流主體段的計(jì)算公式 溫差或濃差射流及射流彎曲 56 續(xù)表 溫差或濃差射流及射流彎曲 57 由于溫差射流和濃差射流 的密度與周圍氣體密度不 同，射流在運(yùn)動(dòng)過程中， 所受重力與浮力不平衡， 導(dǎo)致射流在流動(dòng)過程中會(huì) 發(fā)生向上或向下的彎曲。 也就是說溫差或濃差射流 的軸心線不再是一條與噴口軸線方向相同的直線，而是一條曲線。但整個(gè)射流仍可看作對(duì)稱于軸心線。為了能利用前面介紹的公式計(jì)算射流沿射程的運(yùn)動(dòng)參數(shù)及溫差或濃差的變化規(guī)律，就必須了解射流軸心線的偏移量或它的軌跡。 圖 射流軸線的彎曲 溫差或濃差射流及射流彎曲 58 根據(jù)理論推導(dǎo)和實(shí)驗(yàn)證明，圓截面溫差與濃差射流的軸線偏移量，可按下式計(jì)算 (式 ) 式中 y′—— 射流軸線上任意一點(diǎn)偏離噴口軸線的垂直距離， m；見圖 ； d0—— 射流噴口的直徑， m； a—— 紊流系數(shù)； s—— 射流計(jì)算斷面到噴口的距離， m； Ar—— 阿基米德數(shù)，是一個(gè)無因次量。 )(39。 2300ssdadAy r ?? 溫差或濃差射流及射流彎曲 59 對(duì)圓截面溫差射流，阿基米德數(shù)可按下式計(jì)算 （式 ） 對(duì)于圓斷面濃差射流 （式 ） 式（ ）和式（ ）中的符號(hào)意義同前。 在平面射流的公式中 為射流噴口的半高度。但在計(jì)算阿基米德數(shù) Ar時(shí)，應(yīng)以 2b0代替 d0代人相應(yīng)公式中進(jìn)行計(jì)算。 將射流彎曲的結(jié)果也匯于表 。 er TvTgdA2000 ??er XvXgdA2000 ??0b 溫差或濃差射流及射流彎曲 60 【 例題 】 工作區(qū)質(zhì)量平均風(fēng)速要求 2m/s，工作面直徑 3m，采用帶導(dǎo)葉的通風(fēng)機(jī)水平送風(fēng)，已知送風(fēng)溫度為 12℃ ，車間空氣溫度為 32℃ ，若要求工作區(qū)的質(zhì)量平均溫度降到 25℃ ，試計(jì)算 （ 1）送風(fēng)口的直徑及氣流速度； （ 2）送風(fēng)口到工作面的距離； （ 3）射流軸線在工作面的偏移量。 溫差或濃差射流及射流彎曲 61 【 本章小結(jié) 】 本章介紹了孔口及其分類、管嘴概念，給出了孔口、管嘴自由出流與淹沒出流的特點(diǎn)、工程中的應(yīng)用分析及水力計(jì)算方法，同時(shí)對(duì)無限空間淹沒紊流射流，溫差或濃差射流及射流彎曲進(jìn)行了分析和介紹。要求掌握孔口、管嘴自由出流與淹沒出流的計(jì)算方法，熟知?dú)怏w紊流射流及溫差與濃差射流的特性。 小 結(jié)
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