Воздушные струи

Воздушные струи

Воздушные струиВ установках кондиционирования воздуха и вентиляции часто приходится иметь дело с воздушными струями, например при истечении воздуха из приточных отверстий, насадок и пр.

Классификация

Воздушной струей называется поток воздуха, выходящий из отверстия или насадки любой формы. Струи бывают свободные и стесненные, ламинарные и турбулентные, изотермические и неизотермические.

Свободная струя не ограничена твердыми стенками и распространяется в окружающей среде, не встречая каких-либо препятствий, в отличие от стесненной струи, встречающей на своем пути те или иные препятствия.

Ламинарные и турбулентные струи характеризуются режимом течения. В ламинарных струях отдельные струйки движутся в направлении, близком к параллельному. За счет молекулярного переноса струя слабо расширяется; турбулентное же течение струи состоит из вихрей. В инженерной практике, как правило, приходится иметь дело с турбулентными струями.

В изотермических струях температура во всех точках постоянна и равна температуре окружающей среды, в которой она распространяется. В неизотермических струях температура их изменяется: повышается, если струя перемещается в среде с более высокой температурой, понижается при распространении струи в среде с более низкой температурой.

Подробнее

Так как струя турбулентна, то в ней наряду с осевым поступательным движением имеются поперечные движения вихревых масс, вследствие чего происходит перемешивание струи с окружающим воздухом. В результате этого создается пограничный слой струи, который по течению непрерывно увеличивается. Таким образом, по ходу движения масса струи растет, а скорость ее убывает. Внутри струи сохраняются ее начальные параметры истечения. Эту область называют ядром потока. Ядро постепенно размывается и в некотором переходном сечении исчезает. Участок струи, заключенный между выходным и переходным сечениями, называется начальным, а участок, следующий за переходным сечением,— основным. Точку пересечения внешних границ струи называют ее полюсом.

Угол бокового расширения струи в начальном участке в некоторой степени зависит от условий истечения, т. е. от начальной турбулентности струи и формы сопла.

Исследованиями установлено, что влияние условий истечения постепенно сглаживается и на основном участке боковой угол расширения струи, независимо от условий выхода, составляет 12°25.

На практике приходится преимущественно иметь дело с круглыми струями, выходящими из патрубков круглого сечения, и с плоскими струями, выходящими из патрубков щелевидного сечения.

Пример

Найти осевую и среднюю скорости в изотермической струе, выходящей из щелевидного отверстия шириной 6=60 мм со скоростью УО=6 м/с на расстоянии =3,0 м от выходного сечения.

Следовательно, сечение, заданное в примере, отстоящее на х=100 от плоскости выхода, находится в области основного участка и к нему можно применить зависимости для этого участка.