[发明专利]间歇式喷嘴及方法

说明书

一种间歇式喷嘴及方法，属于流体力学领域。其特征在于：包括圆柱形筒体，往复运动的密封件，收缩渐扩管道，流体喷嘴，圆环挡板，中心体，出口。本发明提供一种间歇式喷嘴，流体喷嘴喷出的流体会由往复运动的密封件压缩并送入收缩渐扩管道，在收缩渐扩管道的收缩段增速降压，引射流体喷嘴喷出的流体，形成高能流，在收缩渐扩管道的渐扩段减速升压后喷出喷嘴，出口周围及中心体前方皆为静止空气，由于流体粘性和压差的存在，该结构使流体在喷嘴出口同时形成大小双涡环，并维持环状运动较长时间。该间歇式喷嘴优点在于改善了大多数喷嘴喷出射流的传统模式，可在出口间歇性的不断产生双涡环，使高能流可维持原状运动较长距离，减少能量耗散。

技术领域

本发明涉及一种间歇式喷嘴及方法，属于流体力学领域。

背景技术

流体经过一普通喷嘴喷射到外部时，由于流体与外界空气压差的作用，流体会翻滚，形成不同尺度的涡，并逐渐耗散，流体这一部分的热量也损失了。同时当下大多数喷嘴都是喷出射流。由流体力学相关知识得出，实际生活中的流体是具有粘性的，由于受到空气阻力，可得在粘性以及压差的作用下，流体会卷吸空气，产生涡环现象，涡环会使流体束缚在其核心区域，被束缚的流体发生旋转，可以减少核心区域与周围静止空气间的摩擦，使涡环能够在不减损质量和动能的情况下保持原有形状，运动较长时间，增强了涡环运动的持久性，将涡环的作用与流体射流相比，涡环能够相对较好的维持原状，其运动的距离也显得更远，从而可以考虑将此涡环利用在换热上。

发明内容

本发明的目的在于提供一种间歇式喷嘴及方法。该喷嘴的优点是改善了大多数喷嘴喷出直线射流的传统模式，使流体在喷出喷嘴时同时形成大小双涡环，并维持环状运动较长时间，且可以在出口间歇性的不断产生双涡环，使高能流可维持原状运动较长距离，减少能量耗散。

所述一种间歇式喷嘴及方法，其特征在于：包括圆柱形筒体，圆柱形筒体底部固定安装往复运动的密封件，圆柱形筒体内部位于往复运动的密封件上方固定安装收缩渐扩管道，收缩渐扩管道自下而上包括收缩段、空白喉部间隙和渐扩段，上述圆柱形筒体内壁沿轴向与收缩渐扩管道收缩段中部和出口位于同一高度处按周向固定安装流体喷嘴，上述收缩渐扩管道上方的圆柱形筒体最上端固定安装圆环挡板，上述圆环挡板的中空位置水平固定安装中心体，圆环挡板与中心体之间的环形空隙部分即为出口；

所述一种间歇式喷嘴及方法，其特征在于以下过程：

往复运动的密封件向喷嘴内部收缩，将流体喷嘴喷出的流体压缩并送入收缩渐扩管道；

被压缩的流体在收缩渐扩管道中，实现增速降压，在收缩渐扩管道收缩段的进口和空白喉部间隙处引射流体喷嘴喷出的流体，之后流动至收缩渐扩管道渐扩段，流体实现减速增压后由喷嘴出口喷出；

在喷嘴出口，由于中心体的阻挡，流体会冲击中心体的下表面，继而向中心体四周散开，经由圆环挡板与中心体之间的环形空隙部分构成的环形出口喷出，由于喷嘴周围及中心体前方皆为静止空气，在流体粘性和外界压力差的作用下，流体在出口外同时形成大小双涡环。

根据收缩渐扩管道因截面尺寸变化对流体的作用，空白喉部间隙为压力最低点，故会在此处即收缩渐扩管道收缩段进口处引射流体形成高能流并于出口喷出，由于流体存在粘性且外界有压力差，流体会向两边散开并卷吸空气，同时形成两反向涡旋，而出口为环形，出口一周都存在该种涡旋，即同时形成大小双涡环，此双涡环由出口喷出的高能流形成，与流体射流相比，可使高能流维持环状运行较长距离，减少能量耗散。

所述一种间歇式喷嘴及方法，其特征在于：