人们为了使射流出射断面流速分布均匀和紊动强度
低 ,常采用收缩形的喷嘴控制射流的出射 ,来达到整
流的目的 ,国外对喷嘴进出口断面面积的收缩比与
时均流速分布的均匀性和紊动衰减的关系在理论上
有不少研究但未达成一致结论 。下面是四种收缩型
喷嘴及其经验设计规律 。如图 3。
图
2
几种常见的射流形态
图
3
四种收缩型喷嘴及其经验设计规律
BS型喷嘴 Batchelor和 Shaw 建议其线型用如
下经验式 :
1
A
2
=
1
A
2
+
1
A
2
e
-
1
A
2
i
x
L
-
1
2π
sin2π
x
L
式中 : A —断面面积 πR
2
;
i—进口 ;
e—出口 。
美国机械工程师协会 ASME建议 HB 型喷嘴 β
=D
e
/D
i
> 0. 25; LB 型 β =D
e
/D
i
< 0. 5。
沿轴向收缩比 c = D
2
i
/ D
2
e
的变化如图 LB 及
HB 曲线
CE型喷嘴的线型用三次方程设计 :
R =α
0
+α
1
x +α
2
x
2
+α
2
x
3
式中 : a
0
……a
3
都是常数 ,其值由下列条件确定 :
x = 0, R = D
i
/2; dR / dx = 0; x = L , R = D
e
/2;
dR / dx = 0
R =
D
i
2
-
3
2
(D
i
- D
e
)
x
L
2
+ (D
i
- D
e
)
x
L
3
长度 L与 D
i
及 D
e
均无关 ,在进出口处均有一
等断面 ,其长度分别为 R
e
和 R
e
/2
收缩后四种喷嘴出口断面上的时均流速分布均
匀 , CE型喷嘴的边界层最薄 ,紊动强度最低 。而在
卷吸能力上 HB和 LB 型较强 。
在实际工作中人们为了增强射流的卷吸和掺混
作用 ,设法使射流在喷射时旋转起来 ,这样出射后不
仅有纵向速度而且有径向和切向的分速 ,形成所谓
的旋动射流 Sw irling Jets.
旋动射流的形成一般都需要在喷口的上游采用
一定的加旋措施 :采用切线注入法 ,改变切向注入与
轴向进入喷管内的气流比例来调节旋度 ;采用固定
导叶加旋法 ,因叶面附近流动较慢 ,导叶对流动的干
扰作用小 ,出口紊动度低 ,属势流涡 ;采用管内导流
法 ,在喷管内装斜叶导流 。
3 喷射泵的设计计算
不管液 —液喷射泵 、
汽 —液喷射泵还是蒸汽喷
射泵 ,其工作原理是相同的 ,其设计都必须遵循三个
最基本的定律 :即质量守恒定律 、
能量守恒和动量守
恒定律
图
4
喷射泵工作示意图
3. 1 喷射泵的特性曲线方程
根据三定律推导出圆柱形混合室喷射泵 (不可
压缩流体 )的特性曲线方程为 (省略推导过程 ) :
ΔP
4
ΔP
p
=φ
2
1
f
p1
f
p3
2φ
2
+ 2φ
2
4
-
1
φ
2
4
f
P1
f
H2
q
2
-
(2 -φ
2
3
)
f
P1
f
3
(1 + q)
2
( 1)
2
5
《造纸科学与技术 》 2007年 第 26卷 第 5期