射流

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射流是一个科技名词。

中华文明是一种独特的文明，其文字也是非常独特的。在世界上所有的国家中，只有中国由于其民族文化强大的包容性与同化性而始终没有间断过的文化传承，这使汉字成为世界上较少的没有间断过的文字形式。约公元前14世纪殷商后期出现的甲骨文被广泛认为是汉字的第一种形式，一直发展到今日，有三四千年的历史。

目录

名词解释

射流（jet），指流体从管口、孔口、狭缝射出，或靠机械推动，并同周围流体掺混的一股流体流动。经常遇到的大雷诺数射流一般是无固壁约束的自由湍流。这种湍性射流通过边界上活跃的湍流混合将周围流体卷吸进来而不断扩大，并流向下游。射流在水泵、蒸汽泵、通风机、化工设备和喷气式飞机等许多技术领域得到广泛应用。

距射流源足够远处，湍性射流可以用边界层理论进行分析。下面以不可压缩流体的平面湍性射流（见图）为例来说明，并设周围流体处于静止状态。纵向平均速度ū(x,y)不等于零的射流区是以中心线为界的上下两个“边界层”的组合。图中虚线是通常边界层理论意义下的边界。在整个射流区内压力几乎不变。

气体射流，也叫气 体紊动射流。

分析

流体射入静止环境中时，它与周围静止流体之间存在速度不等的间断面，间断面一般受到不可避免的干扰，失去稳定而产生涡旋，卷吸周围流体进入射流，同时不断移动、变形、分裂产生紊动，其影响逐渐向内外两侧发展形成自由紊动的混合层。由于动量的横向传递，卷入的流体获得动量而随原射流向前流动，原来的流体动量减小而失去速度，形成一定的速度梯度。卷吸和掺混的结果，射流断面不断扩大，而流速则不断降低，流量沿程增加。

射流运动一般都要受初始动量的影响或受浮力的作用，纯射流和卷流是射流的两种极端情况。如果环境流体的密度是处处相同的，那么射流就是均匀环境射流。若环境流体密度沿铅直分布是不均匀的，浮射流就是分层环境力射流。环境流体密度与泄漏的天然气密度相等时的均匀环境射流过程，如图2-1所示。直线OB、OC为射流的外部边界，交点O为射流的极点在射流边界上，前进的运动速度为零。射流向周围环境空气分子微团扩散的边界AD、ED也是直线。在ADE区域内，纯天然气速度等于孔口泄漏速度，称为射流核心区。射流外部边界的夹角 称为射流张角。射流核心区边界的夹角 ：为射流核心收缩角。经过D点的射流横截面FG称为过渡截面。在此截面以前，射流轴心速度Wm保持不变，并等于起始速度W0，而其后轴心速度逐渐减小。断面平均速度W随S增大而减小。过渡截面之前称为起始段，其后称为基本段。紊流自由射流的起始段长度S0及极点深度h0都与孔口半径r有关。

当环境空气的温度和密度与泄漏的天然气不同时，可看作非等密度射流。非等密度射流的轨迹比较复杂，这时重力差使射流弯曲。泄漏燃气的密度大于环境空气的密度，射流一般向下弯曲，反之则向上弯曲。如果射流垂直向上出，那么重力差只是稍微改变射流的张角及核心收缩角，并不使截面上速度分布失真，也不使射流弯曲，在这种情况下，如果泄漏的气流密度大于周围空气的密度，则张角及收缩角增大，反之则角度减小。

天然气发生管道孔口或裂缝泄漏时，虽然孔口或裂缝比较小，泄漏量也比较小，但泄漏速度极大，所以在孔口或裂缝形成紊流自由射流。根据燃气泄漏的具体情况，假定受纳流体在射流流入之前处于静止状态，天然气泄漏过程可看成静止环境中的射流；若受纳流体所占的空间是无限的，天然气泄漏过程可看成自由射流；若天然气密度与受纳流体密度不同，天然气泄漏过程可以简化为紊动变密度射流。在流体力学的研究和实际的计算过程中，若把流体看作不可压缩流体，显著地简化了理论分析和数值计算，并在大多数问题的研究中具有足够的精度。在低速气流中（一般小于50m/s），当压强变化不大时，通常可以忽略可压缩性的影响，按不可压缩流体处理，其结果也是有足够精确的。

综述

总之，根据影响射流运动规律的各种因素，又可将射流组合成许多类型。当天然气通过管道孔口或裂缝泄漏到环境中去，可以进一步看成是无限静止环境变密度射流。