Кривые распределения скоростей в различных сечениях основного участка имеют максимум на оси струи, а по мере удаления от нее скорость падает и у границы становится равной скорости спутного потока или нулю при затопленной струе. По мере удаления от сопла струя становится шире, а профиль скоростей ниже.
В безразмерных координатах профили скоростей в различных сечениях на начальном участке имеют универсальный характер, описываемый формулой:
(12.1)
где Uo, U и U2 – соответственно скорость в невозмущенном ядре струи, равная скорости истечения из сопла; скорость в произвольной точке пограничного слоя начального участка; скорость спутного потока;
– безразмерная координата;
b=r1-r2 – ширина пограничного слоя осесимметричной струи;
r1 и r2 – радиусы потенциального ядра и наружной границы осесимметричной струи;
у – текущая ордината, отсчитываемая от оси Х, идущей от кромки сопла параллельно оси струи.
В основном участке струи универсальный профиль безразмерной скорости описывается уравнением:
|
|
(12.2)
где Um – скорость на оси струи в рассматриваемом сечении (максимальная скорость);
x = у/r – безразмерная координата для осесимметричной струи;
r – радиус поперечного сечения осесимметричной струи в основном участке.
Для определения границ струи необходима характеристика расширения струи, определяемая поперечными пульсациями струи. Установлено, что нарастание ширины зоны смешения затопленной струи имеет линейный закон:
Вз=Сз Х, (12.3)
где Сз – угловой коэффициент расширения зоны смешения затопленной струи;
Х – абсцисса, отсчитываемая от полюса основного участка при истечении газов с равномерным полем скоростей в начальном сечении струи и с обреза сопла – на начальном участке.