第六章气体射流第一次修改.ppt
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1、工程流体力学工程流体力学北方民族大学化工学院北方民族大学化工学院任课教师: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日日内容回顾核心问题核心问题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阻知道电阻求电流求电流-
2、 - 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:核心问题核心问题2 2、有压管中的水击问题、有压管中的水击问题 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
3、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 在在流流体体有有压压管管道道中中,某某种种原原因因突突然然使使液液流流速速度度发发生生变变化化,引引起起压压强强大大幅幅度度波波动动的的现现象象,称称为为水水击击。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: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)
4、延延长长阀阀门门的的启启、闭闭时时间间尽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)在在管管道道中中的的阀阀门门前前安安装装溢溢流阀(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)在在管管道道中中的的阀阀门门前前安安装装蓄蓄压压器器,贮贮气气罐罐等等,或或在在低低压压管管中中接一橡胶管段。接一橡胶管段。吸吸收收水水击击能能量量加加大大管管系系的的弹弹性性,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
5、止措施第六章第六章 气体射流气体射流知识要点知识要点知识要点知识要点6-1 6-1 6-1 6-1 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6-2 6-2 6-2 6-2 圆断面射流的运动分析圆断面射流的运动分析圆断面射流的运动分析圆断面射流的运动分析6-3 6-3 6-3 6-3 平面射流平面射流平面射流平面射流6-4 6-4 6-4 6-4 温差或浓差射流温差或浓差射流温差或浓差射流温差或浓差射流1 1、射流的、射流的、射流的、射流的基本结构基本结构基本结构基本结构2 2、紊流射流的、紊流射流的、紊流射流的、紊流射流的三个基本
6、特征三个基本特征三个基本特征三个基本特征3 3、圆断面射流的速度、流量等沿射程的、圆断面射流的速度、流量等沿射程的、圆断面射流的速度、流量等沿射程的、圆断面射流的速度、流量等沿射程的 变化规律变化规律变化规律变化规律 空调通风和除尘工程中的空气淋浴、空气空调通风和除尘工程中的空气淋浴、空气帷幕、室内气流组织的设计;工程燃烧及旋帷幕、室内气流组织的设计;工程燃烧及旋流送风,污水经排污口出流后对水体的污染流送风,污水经排污口出流后对水体的污染和处理,烟尘和废气的扩散和对环境的污染,和处理,烟尘和废气的扩散和对环境的污染,高速射流在水力采矿和岩土破碎中的应用和高速射流在水力采矿和岩土破碎中的应用和在
7、冶炼工艺中的应用等。在冶炼工艺中的应用等。射流的应用是十分射流的应用是十分广泛。广泛。射流的应用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、射流流动结构引言引言n n射流与孔口管嘴出流的研究对象不同。前者射流与孔口管嘴出流的研究对象不同。前者讨论的是出流后的讨论的是出流后的流速场、温度场和浓度场流速场、温度场和浓度场。后者仅讨论出口断面的后者仅讨论出口断面的流速和流量流速和流量。n n气体自孔口、管嘴或条缝向外喷射所形成的气体自孔口、管嘴或条缝向外喷射所形成的流动,称为流动,称为气体淹没射流气体淹没射流。n n出流到无限大空间中,流动不受固体边壁的出流到无限大空间中,流动不受固
8、体边壁的限制,为无限空间射流,又称限制,为无限空间射流,又称自由射流自由射流。反。反之,为之,为有限空间射流有限空间射流,又称,又称受限射流受限射流。n n气流自半径为气流自半径为R的圆断面喷嘴喷的圆断面喷嘴喷出,出,出口断面上出口断面上的速度认为均匀的速度认为均匀分布分布。n n紊流的横向脉动造成射流与周围介质之间不紊流的横向脉动造成射流与周围介质之间不断发生质量、动量交换,形成向周围扩散的断发生质量、动量交换,形成向周围扩散的锥体状流动场。锥体状流动场。6-1 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特征特征?紊流射流的三大特征紊流射流的三大特征1 1、几何特征、几何特征n n
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