射流

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射流是一個科技名詞。

中華文明是一種獨特的文明，其文字也是非常獨特的。在世界上所有的國家中，只有中國由於其民族文化強大的包容性與同化性而始終沒有間斷過的文化傳承，這使漢字成為世界上較少的沒有間斷過的文字形式。約公元前14世紀殷商後期出現的甲骨文被廣泛認為是漢字的第一種形式，一直發展到今日，有三四千年的歷史。

目錄

名詞解釋

射流（jet），指流體從管口、孔口、狹縫射出，或靠機械推動，並同周圍流體摻混的一股流體流動。經常遇到的大雷諾數射流一般是無固壁約束的自由湍流。這種湍性射流通過邊界上活躍的湍流混合將周圍流體卷吸進來而不斷擴大，並流向下游。射流在水泵、蒸汽泵、通風機、化工設備和噴氣式飛機等許多技術領域得到廣泛應用。

距射流源足夠遠處，湍性射流可以用邊界層理論進行分析。下面以不可壓縮流體的平面湍性射流（見圖）為例來說明，並設周圍流體處於靜止狀態。縱向平均速度ū(x,y)不等於零的射流區是以中心線為界的上下兩個「邊界層」的組合。圖中虛線是通常邊界層理論意義下的邊界。在整個射流區內壓力幾乎不變。

氣體射流，也叫氣 體紊動射流。

分析

流體射入靜止環境中時，它與周圍靜止流體之間存在速度不等的間斷面，間斷面一般受到不可避免的干擾，失去穩定而產生渦旋，卷吸周圍流體進入射流，同時不斷移動、變形、分裂產生紊動，其影響逐漸向內外兩側發展形成自由紊動的混合層。由於動量的橫向傳遞，捲入的流體獲得動量而隨原射流向前流動，原來的流體動量減小而失去速度，形成一定的速度梯度。卷吸和摻混的結果，射流斷面不斷擴大，而流速則不斷降低，流量沿程增加。

射流運動一般都要受初始動量的影響或受浮力的作用，純射流和卷流是射流的兩種極端情況。如果環境流體的密度是處處相同的，那麼射流就是均勻環境射流。若環境流體密度沿鉛直分布是不均勻的，浮射流就是分層環境力射流。環境流體密度與泄漏的天然氣密度相等時的均勻環境射流過程，如圖2-1所示。直線OB、OC為射流的外部邊界，交點O為射流的極點在射流邊界上，前進的運動速度為零。射流向周圍環境空氣分子微團擴散的邊界AD、ED也是直線。在ADE區域內，純天然氣速度等於孔口泄漏速度，稱為射流核心區。射流外部邊界的夾角 稱為射流張角。射流核心區邊界的夾角 ：為射流核心收縮角。經過D點的射流橫截面FG稱為過渡截面。在此截面以前，射流軸心速度Wm保持不變，並等於起始速度W0，而其後軸心速度逐漸減小。斷面平均速度W隨S增大而減小。過渡截面之前稱為起始段，其後稱為基本段。紊流自由射流的起始段長度S0及極點深度h0都與孔口半徑r有關。

當環境空氣的溫度和密度與泄漏的天然氣不同時，可看作非等密度射流。非等密度射流的軌跡比較複雜，這時重力差使射流彎曲。泄漏燃氣的密度大於環境空氣的密度，射流一般向下彎曲，反之則向上彎曲。如果射流垂直向上出，那麼重力差只是稍微改變射流的張角及核心收縮角，並不使截面上速度分布失真，也不使射流彎曲，在這種情況下，如果泄漏的氣流密度大於周圍空氣的密度，則張角及收縮角增大，反之則角度減小。

天然氣發生管道孔口或裂縫泄漏時，雖然孔口或裂縫比較小，泄漏量也比較小，但泄漏速度極大，所以在孔口或裂縫形成紊流自由射流。根據燃氣泄漏的具體情況，假定受納流體在射流流入之前處於靜止狀態，天然氣泄漏過程可看成靜止環境中的射流；若受納流體所占的空間是無限的，天然氣泄漏過程可看成自由射流；若天然氣密度與受納流體密度不同，天然氣泄漏過程可以簡化為紊動變密度射流。在流體力學的研究和實際的計算過程中，若把流體看作不可壓縮流體，顯著地簡化了理論分析和數值計算，並在大多數問題的研究中具有足夠的精度。在低速氣流中（一般小於50m/s），當壓強變化不大時，通常可以忽略可壓縮性的影響，按不可壓縮流體處理，其結果也是有足夠精確的。

綜述

總之，根據影響射流運動規律的各種因素，又可將射流組合成許多類型。當天然氣通過管道孔口或裂縫泄漏到環境中去，可以進一步看成是無限靜止環境變密度射流。