【正文】 02 2 2011122rp r w c?? ? ?? ? ?022111122rp p w w c?????? ? ? ?2112 ( )2c p w ?????22111 222p w p w???? ???? ? ? ?????64 結(jié)論： ? 核心區(qū)， ∴ 中心處壓力比大氣壓力 p?要低于交界處動(dòng)壓頭的兩倍（ ）。 此時(shí)該斷面的距離 ax/R0稱理論燃盡火焰長(zhǎng)度 ） ③ 以質(zhì)量流量計(jì)算 ， 任一斷面上軸心線上濃度 Czs是斷面平均濃度的 。 一次風(fēng)中燃料濃度增加 ，會(huì)使得燃盡更加困難 ， 火焰長(zhǎng)度變長(zhǎng) 。 如鍋爐中的二次風(fēng)，從燃燒供 O2的角度應(yīng)用高 T1（ ?應(yīng)可能高）的空氣，以加強(qiáng)湍流混合和傳質(zhì)（供 O2），有利于燃燒 從組織爐內(nèi)氣流流動(dòng)工況角度，相反，應(yīng)用 ?低一些的空氣（ T1?），衰減慢，有足夠的擾動(dòng)范圍，保證氣流流動(dòng)。 平面壁上的銳緣狹縫 52 (2) 射流斷面上的速度分布 — 相似性 ? 測(cè)量出 R和 wzs，可求出任意斷面上任一點(diǎn) y的速度 1zswywR??????????????w， y—— 任意斷面上任一點(diǎn)的速度和坐標(biāo)位置 wzs， R—— 任意斷面上軸心線上的速度和邊界層半寬度 ywzs yRzsww53 (3) 射流軸心線上參數(shù) (wzs)變化 ? 根據(jù)自由空間射流動(dòng)量守恒 ?f w2df= w21f1 ，可以推導(dǎo)出自由射流與周圍介質(zhì)間湍流混合所引起動(dòng)量、熱量和質(zhì)量交換沿射流軸心線參數(shù)變化的規(guī)律 ? 在射流斷面上 wzs = w1 , ∴ R/R0= 1100 zs zsTCax asTCRR?? ? ? ??? ?103 .3zswRRw??10 0 0 0 03. 3 3. 3 3. 3 0. 96 0. 96zswR x tg ax ax aswR R R R R? ?? ? ? ? ? ?54 (4) 湍流射流的卷吸特性 ? ①對(duì)不等密度射流 ? 其中： qm為卷吸入射流的流體質(zhì)量 ， qm1為從噴口噴出的質(zhì)量， ? 為被卷吸流體密度， ?1為噴出流體密度 ， d0為噴口當(dāng)量直徑 ， s為距噴口的距離 ? ②對(duì)等密度卷吸（ ? = ?1 ） ? qv為卷吸后的體積流量 , qv1為初始噴射體積流量 1 1 00 . 3 2 1mmq sqd??????????200101 ( )( )vvas asRRqasqR?????? ?? ???55 5）不等溫軸對(duì)稱自由射流 —煤粉爐一次風(fēng)、二次風(fēng)向爐內(nèi)的噴射 ? 按動(dòng)量守恒，熱焓差守恒條件得 1101 0 .5 3 5 ( 1 )0 .9 6zszsww waxwR?????12TT? ?? ??，無量綱速度、溫差、濃度差衰減加快，射程 ? 1 1 1zs zs zsC T wBC T w??????0 .00 .20 .40 .60 .81 .00 1 2 3 4 51zsCC??1zsTT??0axR ?? 增大? = ? =5? =1? =? = ? =或0 . 00 . 20 . 40 . 60 . 81 . 00 1 2 3 4 50axR1zsww ?? 增大? = ? =5? =1? =0 . 5? =0 . 2 ? =0 . 156 主要結(jié)論： (1) 把熱射流（ T1）射入冷空間（ T2）中 即，無量綱軸心速度 wzs衰減快，且隨 ??有 wzs?? 無量綱軸心溫差 ?Tzs衰減快，且隨 ??有 ?Tzs?? 無量綱軸心濃度差 ?Czs衰減快，混合強(qiáng)烈，且隨 ??有?Czs?? (2) 把冷射流（ T1）射入熱空間（ T2）中 即，三個(gè)無量綱量 wzs， ?Tzs， ?Czs衰減慢，混合慢，射程長(zhǎng)。 扁長(zhǎng)方形截面 （平面平行射流） 長(zhǎng)寬比 3~5 b= 收縮很好的噴嘴 32176。 2039。 0 , 0 , 0d w d i d cd y d y d y???0 , 0 , 0d w d i d cd y d y d y???50 自由射流中的混合與傳質(zhì) ??大 ——表明與周圍介質(zhì)的湍流混合愈強(qiáng)烈。 ? 推論 3： 對(duì)等溫自由射流： T1=T2=T (?1=?2= ? )， w2 = 0。 即 () 112 1 1 1 2 0 001( ) ( ) ( )2Rb k k kkw i i y d y w i i R b????? ? ?? 或 或() 112 1 1 1 2 0 001( ) ( ) ( )2Rb k k kkw c c y d y w c c R b????? ? ?? 或 或? 其中， i2, c2分別為大空間的熱焓和濃度；對(duì)圓射流 k=1，對(duì)平面射流， k=0。 其值恒等于主射流噴口斷面上以 w1計(jì)算的初始動(dòng)量 （ 流率 ） 。 ? 自由射流內(nèi)部壓力 p=周圍介質(zhì)壓力 p?。 x 初始段 R 基本段 w zs y R y 擴(kuò) 展 角 2 ? 45 根據(jù)流體力學(xué)的實(shí)驗(yàn)研究，有兩個(gè)基本特點(diǎn)： ? 自由射流中任意斷面的軸向速度wx橫向速度 wy。 2125 0 2 0 0 .7 56 0 2 0xyTTTT? ?? ? ???2122 0 . 7 532x y x yC C CCC??????44 自由射流的形式 自由射流的形式： ? 自由射流指流體從噴口射入（ 1）：無限大靜止空間（空間流體速度為 0）（ 2）：不在受固體邊壁限制，而淹沒在周圍流體介質(zhì)中。 ? C1和 C2是被比擬的實(shí)際兩股氣流的濃度 ? T1和 T2是被比擬的實(shí)際兩股氣流的溫度 ? m1和 m2是被比擬的實(shí)際兩股氣流的在空間中混合后的質(zhì)量分?jǐn)?shù) 1 2 xy ,1 , 21 2 1 21 , 1 1 2 , 2 2 1 1 2 21 1 2 2 1 1 2 211p p pc c cp p p x y x yx y x ym m m mm c T m c T c T m T m T Tm C m C C m C m C C???? ? ? ? ???? ? ?????? ? ???? ? ? ???42 在湍流擴(kuò)散的流場(chǎng)中 ， 溫度場(chǎng)和濃度場(chǎng)可以用相同的方程來描述 ， 所以 ， 可以用溫度場(chǎng)模擬濃度場(chǎng) 。 Pr 0 .7 5 , 0 .7 0 .7 5tt ScaD??? ? ? ?1 0 .9t aLe D? ? ?， Prt a?? tSc D??38 “三傳”比擬舉例 ? 從 ?處向 C球表面擴(kuò)散 O2氣，質(zhì)量擴(kuò)散是一確定值 r o C ? C 0 濃度 x ? 0 第一種物理模型：從遠(yuǎn)方（ ∞ ）通過分子擴(kuò)散傳遞 球面上（ r0表面上） 第二種物理模型：從遠(yuǎn)方（ ∞ ）對(duì)流擴(kuò)散到球面上 （ r0表面上） 兩種方式傳遞量相等，傳質(zhì)平衡 邊界條件： 當(dāng) r=?時(shí)， C=C? 當(dāng) r=r0時(shí)， C=C0 39 ?第一種模型 ?積分 同時(shí)，根據(jù)第二種模型 又等于球表面上的對(duì)流質(zhì)量交換量 24dcm D rdr ?? ? ? 21()4md c d rDr?? ?20011()4mccDr???? ? ??004 ( )m r D c c? ???m20 0 0 04 ( ) ( ) 4zlm r D c c c c r? ? ???? ? ? ? ? ?020 2l z lDr???? ? ? ? ? 0 2zlzlNu D???? ? ? 可見 說明顆粒越細(xì)，表面質(zhì)量交換（ αzl）越強(qiáng)烈 01zl? ??40 有相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)的情況 ? 動(dòng)力工程燃燒中，一般煤粉或油霧與空氣的相對(duì)速度比較小（也就是 Re比較?。梢哉J(rèn)為 1 / 3 0. 62 0. 37 P r R eNu ??2zlNu ?41 例 2：利用熱交換過程比擬性，用溫度場(chǎng)模擬濃度場(chǎng)。由于湍流的動(dòng)量，熱量和質(zhì)量擴(kuò)散均源于脈動(dòng)和漩渦，可近似認(rèn)為 : Dt ? ?t ? at= lw?， Prt ? Sct ? Let ? 1 37 實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)： ? ? （ 1） 與 均小于 1，說明：動(dòng)量交換過程不如熱量和質(zhì)量交換更強(qiáng)烈， ∴ 溫度和濃度混合邊界層比速度邊界層發(fā)展得快。 用運(yùn)動(dòng)粘性 ?， 熱擴(kuò)散率 a（ 導(dǎo)溫系數(shù) ） ， 質(zhì)量擴(kuò)散系數(shù) D來表示 ， 單位都是 m2 /s ? 按分子運(yùn)動(dòng)論 13a D l w? ? ? ? ?P r 1()pac????? ? ?1Sc D???1aLe D??說明分子運(yùn)動(dòng)擴(kuò)散的“三傳”引起的速度場(chǎng)、溫度場(chǎng)和濃度場(chǎng)分布規(guī)律一樣 35 ? 對(duì)多原子氣體： ? 其中， ? 為動(dòng)力粘性， cv為定容比熱， k為絕熱指數(shù)。因?yàn)樵黾恿?0個(gè)方程，所以稱為 0方程模型 。 ∴ ?t = f(Re, x, y, z, 粗糙度 ) 一般 ?t通過實(shí)驗(yàn)求得。