在工程上,射流喷入尺寸有限的设备中就形成受限射流(confined jet),也称有限空间射流。受限射流的特点是周围有一定的壁面边界。受限射流喷出后要卷吸周围介质,而周围介质因受壁面限制又不能无限供应被卷吸的流量,所以在射流喷出后的周围空间内形成回流区,这和自由射流不同有所不同。

由于在实际工程中有着广泛的应用,很多研究者对受限射流进行了深入细致的研究,得到了很多重要的结论。斯林和纽比(Thring&Newby)以自由射流和受限射流的物理过程的简单概念为基础,得到了斯林-纽比准数(Thring-Newby parameters)θ

式中,d为喷嘴直径,D为受限空间通道的直径。

受限射流的另一个重要参数是回流比,定义如下

式中,Q R和Q 0分别为受限通道的回流量和喷嘴出口的初始流量。

图613所示为单喷嘴受限射流流场结构示意图。从图中可以看出,单喷嘴受限射流气中,回流量随着离喷嘴间距的增大先增大后减小,在回流涡涡眼位置处达到最大。

喷嘴设置在气化炉顶部的气流床气化炉通常称为单喷嘴气化炉,已广泛应用于油气化、煤气化等领域,气化原料可以是液态燃料,也可以是固态粉料。于遵宏等对这种单喷嘴受限射流气化炉流场进行了较为详尽的研究,提出了单喷嘴顶置受限射流气化炉的三区模型,即回流区、射流区和管流区,如图6-14所示。