Ммакс — максимальная скорость в сечении пограничного слоя (на основном участке это скорость на оси струи «ос, а на начальном это скорость в ядре постоянных скоростей «о); у — ордината точки, в которой скорость и; Ь — ширина пограничного слоя:
1. Для плоской струи, образованной щелью шириной 2/?о, средняя скорость в сечении пограничного слоя v = «s 0,448 Миакс коэффициент количества движения (Бус-списска) cto = 1,56 и коэффициент кинетической энергии (Корполиса) а = 2,86. Переходное сечение находится ОТ начального сечения на расстоянии хпер — 14,5 bo. Скорость и а оси основного участка изменяется по закону
2. Для круглой струи, вытекающей через отверстие радиусом г0, средняя скорость в сечении пограничного слоя
Буссинеска ао = 2,08 и коэффициент Ко-риолиса а — 4,5. Переходное сечение находится от отверстия на расстоянии лгпер = 12,4 г0. Скорость по оси основного участка уменьшается по закону
3. Для струи, образованной истечением из прямоугольного отверстия со сторонами 21-2 bo, можно принять, что максимальные скорости в поперечном сечею, струи располагаются на отрезке длиной 2(1 — bQ) в плоскости центральной оси и изменяются вдоль струи приближенно по закону
В зависимости от относительного направления движения сопряженных потоков струи могут быть спутными или встречными. Безразмерный профиль недостатка или избытка продольной составляющей осредненной скорости можно полагать универсальным и выражать его аналогично (7.81):
где «н — скорость в спутном или во встречном потоке, а в случае течения в канале за плохо обтекаемым телом ик — скорость в циркуляционной зоне.
Движение жидкости в горизонтальных отстойниках носит струйный характер, с образованием водоворотной области (рис. 7.7) со скоростями ив. В первом приближении скорость обратного тока мн можно не учитывать. Согласно исследованиям М. А. Михалева, в пределах свободную поверхность потока можно принимать горизонтальной, а изменение скорости им выражать так:
При слиянии параллельных струй из отдельных от-иерстий, например мри подаче воды в отстойник через дырчатую перегородку, подток жидкости к отдельным струям свободный; поэтому количество движения в них остается практически постоянным и при наложении смежных струй квадрат скорости в какой-то точке суммарного потока равен сумме квадратов скоростей (вэтой же точке) наложенных потоков.
Для плавучих турбулентных струй, распространяющихся в стратифицированных средах, также сохраняются начальный, переходный и основной участки. Однако основной участок струи еще делят на зоны положительного и отрицательного вовлечения, которые условно разграничиваются равновесным уровнем zt (рис. 7.8). Под действием, инерции сил плавучести струя поднимается до своего предельного уровня zL, а затем начинает опускаться. В определенной области происходит взаимодей* ствие противоположно направленных потоков жидкости, в результате чего формируется «колоколообразное» облако, которое растекается в периферийном направлении от оси струи и образует промежуточный слой. Профиль скорости и концентрации аппроксимируется гауссовой кривой ошибок:
Для турбулентной струи FrQ—*oo, для факела В реальных условиях непосредственно за соплом влияние инерции является доминирующим, а на некотором; удалении от сопла преобладают силы плавучести. Роль каждого из этих эффектов на различных расстояниях от начального сечения определяется так: