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工程流体力学
1.9.2.3 6.2.3 同轴射流
6.2.3 同轴射流

在圆射流中心线处再加一股圆射流就形成了同轴射流(coaxial jet),由于两股同轴的自由射流相互作用,使得流动变得复杂化。同轴射流的流场结构如图6-15所示,按流动的发展可分为初始混合区、过渡混合区和充分混合区;射流区内在初始区和过渡区内存在着内射流核心区、外射流核心区内、内混合区和外混合区。同轴水射流流场如图616所示,图中同轴射流内外环直径分别为D 1和D 2,对应射流速度分别为U 1和U 2,喷嘴出口处的速度和湍流强度测量结果如图617所示。

图6-13 受限射流沿流动方向流场特征

图6-14 单喷嘴受限射流气化炉的三区模型

图6-15 同轴射流的流场结构示意图

图6-16 同轴水射流流动可视化图(U 2/U 1=4,Re=1 400)

同轴射流在工业中有广泛的应用,包括气-固同轴射流和气-液同轴射流等。图6-18(a)为工业上广泛应用的同轴射流喷嘴的示意图,中心通道为固体颗粒或者液体,环隙为高速气体。图6-18(b)为气固两相射流的照片,中心通道为玻璃微珠,工业中的粉煤气化喷嘴多采用这种结构。图6-18(c)为典型的气-液两相射流的照片,中心通道为水,工业中的水煤浆气化喷嘴多采用这种结构。

图6-17 同轴射流喷嘴出口处的速度(●)和湍流强度(○)的分布

图6-18 同轴射流