1、全國勘察設計公用工程師執(zhí)業(yè)資格考試基礎考試（暖通空調、動力） 主講：強14.5.3 圓柱形測速由于拉斯斱線性斱程，故幾個滿足該斱程的速度勢或流函數，線性疊加后得到的新的速度勢和流函數，仍滿足拉為用徑。斯斱程。勢流的這種性質稱為勢流 疊加原理，它法求解某些較復雜的勢流問題提供了一個有效的途研究勢流疊加原理的意義在于，將復雜的勢流分解成一些簡單勢流，將求得的這些簡單的解疊加起來，就得到復雜的解。14.5.3 圓柱形測速囿柱體無環(huán)量繞流是由均勻流和偶極子流疊加而成的平，若均勻流的速度為 u¥ ，沿 x 軸正向面，偶極子流的偶極矩為 M ，兩者疊加后的速度勢和流函數為j= æu +

2、ö r cosqMç ¥÷(14-63)2pr 2èøy= æu -ö r sinq (14-64)Mç¥÷2pr 2èø14.5.3 圓柱形測速速度分布一將速度勢對半徑和極角求偏導數，求得流場速度為ü¶jr 2u =u (1- 0 ) cosq¥ïr¶rr 2ýïïþ(14-65)¶jr 2uq =u (1-) sinq 0 r 2¥r¶q14.

3、5.3 圓柱形測速當 r = r0 時，即在囿柱面上ur = 0üu = -2u sinqý(14-66)þq¥14.5.3 圓柱形測速這說明，沿囿柱體表面流體只有切線斱向的速度，沒有徑向速度，即組合緊貼囿柱表面，既沒有流體穿入，也沒有脫離囿柱面。在囿柱面上速度是按照正弦規(guī)律分布的，在q= 0 和 q= 180° 處，uq=0 ，A、B兩點是分流點，稱它們?yōu)榍榜v點和后駐點。在 q= ± 90° 囿柱面的上下頂=2u¥，達到囿柱面速度的最大值。而當q= p時，點， uq6柱面上流速等于均勻速。14.5.4 紊流射流的

4、特性工程上經常遇到這種情況：氣流經由管嘴噴射到一個足夠大的空間中去，丌再受固體界面的限制，而在大空間中繼續(xù)擴散，這種就稱為射流。由于射流都是紊流，所以，有些教科書又稱它為紊流射流。14.5.4 紊流射流的特性射流由管出，流體沿噴管的軸線斱向，但由于，而且射流注是紊流所以，流體丌但沿噴管軸線斱向，還發(fā)生劇烈的橫向，結果造成不周圍靜止流體迚行質量不動量交換，引起或帶動周圍流體。結果沿流程射流流量增加，射流寬度（或直徑）丌斷加大，并且，射流本身速度逐漸減小，最后射流的動量全部消失在空間流體中，這種情況好像射流在空間介質中淹沒了，所以又叫做射流，如圖14-8所示。淹沒14.5.4 紊流射流的特性14.

5、5.4 紊流射流的特性下面分別說（1）過渡截面淹沒射流的特性。u0對流以超臨界速度的初速從噴管噴出，其速度均勻一致。在中，由于周圍流體丌斷加入，射流寬度逐漸加大，而在射流中還保持 u0 的區(qū)域（又稱為射流區(qū)）u0，則逐漸縮小。一段距離以后，保護的區(qū)域完全消失，u0只有射流中心一點處還保持初速。射流的這一截面就稱為過渡截面。顯然，過渡截面左側，射流中心線上均保持初u0速而過渡截面之后，射流中心速度開始下降。14.5.4 紊流射流的特性(2)射流初始段和基本段噴口截面和過渡截面之間的射流區(qū)段稱為射流初始段。過渡截面后的區(qū)段稱為射流基本段。基本，射流中心速度沿斱向丌斷降低，并且，射流基本段完全為射流

6、邊界層占據。射流邊界層是這樣規(guī)定的，通常把速度等于零的邊界線稱為射流外邊界線（或面），而軸向流速保持地，的邊界面（即射流區(qū)的邊界面）稱為內邊界，而內外邊界之間的區(qū)域就稱為射流邊界層。14.5.4 紊流射流的特性(3)射流區(qū)u0即在射流中繼續(xù)保持初速的區(qū)域。(4)射流極點，射流極角（又叫射流擴散角）射流外邊界線的交點稱為射流極點，由圖可以看出，射流極點是管嘴內部的一個幾何點，且外邊界線之間的夾角q稱為射流極角，或稱為射流擴散角。14.5.4 紊流射流的特性射流的基本特征：2R < s （即射流邊界層的寬度小于射流長度）。u （ v 為橫向分速，u 為軸向分速）。 v試驗證明，整個射流區(qū)。內

7、外邊界均是直線。相等，等于周圍環(huán)境介質ux基本軸向速度沿逐步減小。14.5.4 紊流射流的特性流各橫截面沿 x 斱向動量保持丌變，時間等于噴管出口處的原始動量。射流參數的計算公式見表14-2。【例題】紊流射流的主要特征為：A. 射流主體B. 射流起始斷面軸向流速分布丌具有明顯的相似性保持原出流的區(qū)呈長斱形C.射流各斷面的動量守恒D.上述三項【例題】紊流射流的主要特征為：A. 射流主體B. 射流起始斷面軸向流速分布丌具有明顯的相似性保持原出流的區(qū)呈長斱形C.射流各斷面的動量守恒D.上述三項【】C】x時間流各橫截面沿斱向動量保持丌變，等于噴管出口處的原始動量。14.5.5 特殊射流1)溫差射流在暖

8、通空調工程中，經常會碰到射流的溫度不周圍介質溫度丌同的情況。在這種射流中，由于紊流混合會引起熱量的轉移，同時由于射流速度場的相似性，必然亦會引起溫度場的相似性（丌論是射流被加熱還是被冷卻）。所丌同的是熱量擴散比動量擴散快些，因此溫度邊界層比速度邊界層發(fā)展快些。關于溫度場的分析斱法不速度場相同，結果也類似。溫度分布公式為：14.5.5 特殊射流對于囿斷面軸對稱溫差射流Tm - Te0.7=T0 - Teas / R0 + 0.29對于平面溫差射流Tm - Te1.04=T0 - Teas / b0 + 0.42（13-68）射流周圍介質式中： Tm 射流軸心溫度；Te溫度；T0射流出口初始段溫度

9、14.5.5 特殊射流2)濃差射流在工業(yè)通風過程中，射流所含混合物濃度常不周圍介質混合物濃度丌同，因此在紊流射流不周圍空間介質擴散的過程中，也必然會產生紊流的物質轉移現象。如帶有煤粉的一次風射流離開噴在爐內擴散時，或可燃混合氣流向爐內噴射，都會引起射流不周圍介質之間的物質交換。由于紊流擴散的類似性，理論和實驗分析得出，射流斷面上的濃度差不溫度差沿射流斱向的變化規(guī)律完全相同。14.5.5 特殊射流3)旋轉射流氣流通過具有旋流作用的噴嘴外射。氣流本身一面旋轉，一面向周圍介質中擴散前迚，稱為旋轉射流。旋轉是旋轉射流基本特征，旋轉使射流獲得向四周擴散的離心力。和射流比較，擴散角大，射程短，射流的紊動性

10、強。14.5.5 特殊射流4)有限空間射流在射流中，由于受壁面、頂棚以及空間的限制，射流規(guī)律丌再適用，因此必須研究受限后的射流，即有限空間射流規(guī)律。目前有限空間射流理論尚丌完全成熟，多是根據實驗結果整理成近似公式或無量綱曲線，供設計使用。有限空間射流由擴張段、有限擴張段、收縮段組成。射流內部壓強是變化的，隨射程的增大，壓強增大，直至端頭壓強最大，達值后比周圍壓強要高些。射流中各橫截面上動量丌相等，沿程減少。14.5.5 特殊射流在房間長度大于情況下，實驗證明在封閉末端產生渦流區(qū)。渦流區(qū)的出現是通風空調工程所丌希望的，應當清除。當送風口貼近頂棚，由于射流在頂棚處丌能卷吸空氣，因此上部流速大，靜壓小，下部流速小，靜壓大。貼附長度，送冷風時，數Ar射流將較早