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在人類在與自然界冷熱環(huán)境作斗爭(zhēng)的過程中，于1851年出現(xiàn)了第一臺(tái)空調(diào)，從此可以避免冬冷夏熱之苦。然而空調(diào)的出現(xiàn)也相應(yīng)地引起了一系列的負(fù)效應(yīng)，如全球氣溫升高、大氣臭氧層破壞、空調(diào)病等。20世紀(jì)70年代，隨著能源危機(jī)的出現(xiàn)，人類開始意識(shí)到節(jié)約能源的重要性。當(dāng)人們?cè)谙朕k法解決上述負(fù)效應(yīng)同時(shí)，又不得不面臨著如何節(jié)省空調(diào)能耗的問題。在發(fā)達(dá)國(guó)家，20％～30％的能源都用在了空調(diào)系統(tǒng)上，因而節(jié)能的呼聲越來越高。在經(jīng)濟(jì)全球化的今天，節(jié)約能耗已經(jīng)成為人類共同面臨的問題。
為了滿足人們對(duì)舒適性的要求或某些生產(chǎn)工藝的需要，有時(shí)要在這些高大空間內(nèi)設(shè)置空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)。這些建筑體積大、空調(diào)負(fù)荷大，因而其空調(diào)能耗量相當(dāng)可觀，占到總建筑能耗的40％～60％?？照{(diào)節(jié)能特別是高大空間空調(diào)節(jié)能越來越引起人們關(guān)注，對(duì)于高大廠房、體育館、影劇院、會(huì)堂等大空間建筑，進(jìn)行全室空調(diào)時(shí)，空調(diào)所需的風(fēng)量和冷量都很大，因此系統(tǒng)十分龐大，能源消耗極大。高大空間空調(diào)技術(shù)有很多種，如噴口送風(fēng)、置換送風(fēng)、上部送風(fēng)、分層空調(diào)等。噴口送風(fēng)方式具有射程遠(yuǎn)、系統(tǒng)簡(jiǎn)單、投資較省的特點(diǎn)，適合跨度比較大的高大空間。 1、射流理論的概述 氣體經(jīng)由孔口、管嘴或條縫噴射到一個(gè)足夠大的空間去，由于氣流脫離了原來限制它流動(dòng)的管道，不再受固體界面的限制，而在大空間中繼續(xù)擴(kuò)散流動(dòng)，這種氣流的流動(dòng)稱為射流。 若射流在噴出時(shí)呈紊流流態(tài)，則為紊流射流。按射流的物理性質(zhì)可分為不可壓縮射流和可壓縮射流；等密度射流和變密度射流。 從環(huán)境體邊界的情況劃分，在無限空間的流體內(nèi)運(yùn)動(dòng)稱為自由射流；在有限空間的流體內(nèi)運(yùn)動(dòng)的為非自由射流或有限空間射流。 從周圍流體的性質(zhì)劃分，射入同種性質(zhì)流體之內(nèi)的稱為淹沒射流；射入不同性質(zhì)流體之內(nèi)的則為非淹沒射流。 按射流的原動(dòng)力還可以分為動(dòng)量射流、浮力羽流和浮射流三類。 在大空間分層空調(diào)中的氣流形式基本上屬于不可壓縮非等溫自由射流。 2、自由射流的流動(dòng)規(guī)律 （1）等溫自由射流 流體射入同溫同介質(zhì)空問內(nèi)擴(kuò)散，在不受周圍表面限制的條件下形成的射流稱為等溫自由射流。由試驗(yàn)測(cè)定及觀察了解到自由等溫射流的流動(dòng)特性圖，如圖1所示。 氣流自直徑為民的圓形斷面以初速度群。噴出，取OM軸線為x方向，并認(rèn)為氣流在出口斷面上的速度分布是均勻一致的。在射流流入某空間后，由于氣體微團(tuán)的不規(guī)則運(yùn)動(dòng)，特別是氣體微團(tuán)的橫向脈動(dòng)速度所造成的與周圍介質(zhì)間進(jìn)行的質(zhì)量與動(dòng)量交換，引起后帶動(dòng)周圍介質(zhì)的流動(dòng)，結(jié)果使射流的質(zhì)量增加，射流寬度(直徑)加大，而射流的主體速度卻逐步降低，速度值等于初始速度的區(qū)域的尺寸也會(huì)變小。通常把速度等于零的邊界線稱為射流外邊界(AC和DF)，氣流速度還保持初始速度的邊界稱為射流的內(nèi)邊界(AM和DM)。射流內(nèi)外邊界之間的區(qū)域稱為射流邊界層。顯然射流邊界層是隨著x方向射出距離的增長(zhǎng)而向兩邊擴(kuò)展。一邊是向外擴(kuò)展，帶動(dòng)更多的氣體介質(zhì)進(jìn)入邊界層；～邊向中心擴(kuò)展，進(jìn)一步消蝕速度保持初始值的區(qū)域，形成射流核心區(qū)(AMD)。這樣，沿x方向離越大，射流邊界層越寬，在某一距離處，射流邊界層擴(kuò)展到射流軸心線，只有射流中心一點(diǎn)處的流速還保持初始速度，射流的這一截面稱為轉(zhuǎn)折截面(BME)。 在噴口截面和轉(zhuǎn)折截面之間的射流區(qū)段稱為射流的起始段，轉(zhuǎn)折截面后的區(qū)段稱為射流的主體段。 （2）非等溫射流(溫差射流) 在通風(fēng)工程中，有時(shí)僅用等溫氣流來滿足某場(chǎng)所的換氣次數(shù)。在空調(diào)工程中，夏天要送冷風(fēng)來降低室溫，冬天要送熱風(fēng)來升高室溫，因此所送的氣流通常屬于溫差射流。溫差射流就是射流本身的溫度與周圍氣體的溫度有差異。在射流中，橫向動(dòng)量交換旋渦的出現(xiàn)，使之產(chǎn)生質(zhì)量交換和熱量交換。在熱質(zhì)交換的過程中，由于熱量擴(kuò)散比動(dòng)量擴(kuò)散要激烈點(diǎn)，因此溫度邊界層比速度邊界層發(fā)展要快些。
與等溫射流相比具有相似性，又具有不同的特征。它的射流結(jié)構(gòu)如圖2所示。圖中實(shí)線為速度內(nèi)外邊界層，虛線為溫度內(nèi)外邊界層。 由于射流與周圍介質(zhì)的密度不同，在浮力和重力不平衡的條件下，射流將發(fā)生向上或向下的彎曲，但整個(gè)射流仍可看作是對(duì)稱于軸心線?？筛鶕?jù)阿基米德數(shù)4r的正負(fù)來判斷射流的彎曲方向。
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