在去年的時候,我有一位朋友帶著她的小侄女去了一次游樂場,孩子一天玩都很開心,小家伙才5歲,在玩旋轉木馬的時候,她問了我朋友一句:“姑姑,小木馬轉的好慢呀,如果要是能快一點就好了?!蔽遗笥颜f;“如果轉的太快的化我們不像下雨天傘上的水,我們一轉起傘來,水就和傘分離了,速度越快飛的越遠?!辈恢肋@么小的孩子聽懂沒有,不過說到這我到是聯(lián)想到一個事物上——水刀。那么一起來看看旋轉射流吧!
旋轉射流的速度分布:旋轉射流不同于圓射流,其任一質點都具有三維速度,在射流前進的過程中,在離心力的作用下不斷向外擴展,形成漸散的外形,以至于形成大的沖擊面積。旋轉射流的速度分布明顯不同于普通圓射流。它不存在等速核,除具有切向速度和輕向速度,還具有軸向速度外,另外軸向和切向的最大速度都不在射流中心,亦即是存在著一個速度最大的環(huán)形帶。旋轉射流結構特性:所謂旋轉射流是指在射流噴嘴不旋轉的情況下產(chǎn)生的具有三維速度的射流質點,沿著螺旋線軌跡運動而形成的擴散狀射流,它不同于噴嘴繞一固定軸旋轉而導致的射流旋轉。這種旋轉射流是靠在噴嘴腔內的導向元件,將一維純軸向來流導引成具有切向、軸向和徑向三維速度的流動而形成的。速度衰減規(guī)律:旋轉射流的速度衰減規(guī)律與普通圓射流存在著較大的差異。主要表現(xiàn)在旋轉射流不存在等速核,而由于射流與周圍介質的動量交換劇烈,使射流的能量衰減迅速,速度衰減。隨著噴據(jù)的增大看,速度的絕對值也在迅速減少,同時射流截面積在不斷增大,相比圓射流衰減得更快。這就是客觀地表明:水刀的射流沖蝕巖石特性只有在較小的噴距范圍內,才能充分發(fā)揮旋轉射流的優(yōu)勢。
水刀的工作原理來源于生活,其實還有很多事情也都如此。