ТЕПЛОФИЗИКА И ОСНОВЫ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКОЙ
ТЕПЛОТЕХНИКИ
65
газа при истечении. В этом случае скорость истечения становится больше
критической.
Рассмотрим закономерности истечения свободной струи в свободное
неограниченное пространство, заполненное газом, которое имеет примерно те
же параметры.
Длина свободной струй
l
зависит, в первую очередь, от скорости истечения
ω
о
и диаметра выходного отверстия
d
о
,
L
=
f
(
ω
о
,
d
о
). По мере удаления от
выходного отверстия происходит вовлечение в струю дополнительной массы
неподвижного газа. Скорость газа в струе снижается, а количество движения
остается примерно неизменным -
М
ω
= const (
M
и
ω
- масса и скорость в
данном сечении).
Для анализа особенностей распространения свободной струи чаще всего
пользуются результатами исследований Г.Н. Абрамовича. В соответствии с
ними (рис. 3.10) длина начального участка
l
нач
= 4,4
d
о
.
(3.51)
Рис. 3.10. Схема свободной струи:
ω
= 0 - граница струи;
α
0
- угол расширения;
ω
м
- начальный участок;
ω
м
<
ω
0
- конечный участок
Осевую скорость в центре струи
ω
ц
в сечении, находящемся на расстоянии
l
от выходного отверстия, находим из уравнения:
)29,0 /15,0(
96,0
+
=
o
o
ц
d
ω
ω
,
(3.52)
а объем газа в данном сечении по формуле
(
)
29,0
15,018,2
+
=
o
o
dl
VV
,
(3.53)
где
V
о
- начальный объем струи;
V
/
V
о
= (
V
о
+
V
1
)/
V
о
– кратность циркуляции;
V
1
- количество газа, инжектируемое струей.
При подаче газа в замкнутое пространство и неизменном
d
о
длина струи
l
становится большей. Максимум скорости перемещается при этом от центра
струи к ближайшей стенке. При рассмотрении струи в ограниченной камере
давление возрастает по направлению движения, что связано с частичным
