同向流动条件下附壁热射流的数值模拟和实验研究
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　　气体喷出气体喷出在硅酸盐工业生产过程中，气体通过流动提供氧气、进行热量交换和输送物料，完成生产过程中非常重要的工序。其基本原理即是流体力学。在硅酸盐窑炉系统内，气体的流动大多是属于不可压缩气体的流动，如气体在窑炉内的水平流动、垂直流动、从孔口和炉门的流出或吸入等均是不可压缩气体的流动。气体喷出气体喷出在硅酸盐工业窑炉系统中，除了上述的不可压缩气体通过窑炉孔口和炉门流出外，还有可压缩气体通过孔嘴的流出，如:高、中压喷射器中的喷嘴，袋式收尘器中的反吹喷嘴，高压雾化油喷嘴等，都是气体在压强高达几个大气压的条件下喷出的，气体喷出的速度可达到音速或超音速。由于气体喷出时的压强变化较大(当超过20%时)，气体的密度将发生显著的变化，这种高压气体的流出称为可压缩气体的流出。可压缩气体与不可压缩气体的流动规律是不同的。音速是声波在介质中的传播速度，也就是弱扰动波在气体介质中的传播速度。当气体介质中某一点出现微弱振动时，振源便对其周围气体介质产生压缩作用，并以平面波的形式依次传递下去而形成声波，声波的传播速度即为音速。喷嘴是能使通过它的气流流速增大的管段。可压缩气体通过喷嘴的流出，如高、低压喷射器中的喷嘴，袋式收尘器中的反吹喷嘴，高压雾化油喷嘴等，都是气体在压强高达几个大气压的条件下喷出的，气体喷出的速度可达到音速或超音速。由于气体喷出时的压强变化较大，气体的密度将发生显著的变化，这种高压气体的流动规律与不可压缩气体的流动规律是不同的。气体射流气体喷出在硅酸盐窑炉中经常会遇到气流经管嘴喷射到空间中去，由于气流脱离了原来限制它流动的管道，不再受固体壁面的限制，而在空间继续扩散流动，这种气体的流动叫射流。如：喷射到窑内的可燃气体、烟囱冒出的烟气等都属于射流现象。气体在管内流动时，与固体壁面相接触，要受到固体壁面的影响；而气体射流，脱离了管口，不受管壁的影响和限制，它与周围气体接触和混合。因此射流与管流不同，它们有着不同的流动规律。在使用喷射燃烧器的窑炉内，气体的流动与喷出的射流有很大关系，研究射流流动的规律是分析这类火焰窑炉内气体流动的基础。另外，在喷射燃烧器内，两股气流的混合过程是决定燃烧过程性质的一个十分重要的因素，研究两股气流的混合规律，对于探讨燃烧理论，改进燃烧器和提高燃烧效率是重要的。
（1）射流的分类
根据射流气体的温度是否与周围气体温度相同，可将射流分为等温射流和温差射流；根据射流气体的浓度(密度)是否与周围气体浓度相同，可将射流分为等浓度射流和浓差射流；根据射流空间的固体边界对射流有没有限制作用，可将射流分为无限空间射流和有限空间射流。无限空间射流中，气体射流所射人的空间有足够大，射流在完全没有限制的情况下处在自由扩张状态，故又称为自由射流。有限空间射流，又称受限射流。　　（2）流动状态
射流有层流和湍流两种流动状态。当管嘴直径较小，喷出气体量也较小时，在管嘴出口处形成层流射流。当管嘴直径较大，喷出气流速度较大时，在管嘴出口处形成湍流射流。工业上遇到的射流大多是湍流射流，因为在窑炉上使用的燃烧器其直径和气流速度都较大。
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湍流受限射流特性的实验研究和数值模拟
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[精品]流体力学知识结构(37)与概念(113)
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