自由射流对周围气体的卷吸能力，可以用卷吸率来表示。卷吸率，即卷吸量与射流初始质量的比值，即：
 

 

 

　　式中 q_en——卷吸质量流量；
　 q_s——离喷嘴出口s距离截面上射流的总质量流量；
　　q₀——射流的初始质量流量。
　　实验证明，对于等温自由射流有，
 

 

 

　　式中 d₀为喷口直径；比例常数d_e=0．25～0．45，与实验条件有关。如d_e=0．32．射流卷吸率为，
 

 

 

　　对于非等温自由射流，ρ₀≠ρ_a，则用当量直径代替喷口直径，得：
 

 

 

　　式中 ρ₀——射流出口初始密度；
　　ρ_a——周围介质(空气)密度。
　　在燃烧过程中，喷出气体是燃气，故必须有一定量的空气被卷吸至射流中，方能进行燃烧。可用式(3—3)、式(3—4)计算应有多长的射流长度才能从周围获得所需要的空气量。
　　但是，由于燃气和空气在射流截面上的浓度分布是极不均匀的，在射流四周空气大量过剩，在射流中心燃气大量过剩。为了充分完成混合过程，以便保证完全燃烧，还需要有一段扩散过程。因此实际火焰长度，要比理论计算出的长度大得多。
　　[例3—3—1]已知喷嘴直径d=30mm，燃气低热值H_L=12770kJ／m³，燃气密度ρ_g=1.25kg／m³，燃气向空气中喷燃，试计算其火焰长度。
　　解：根据燃烧计算经验公式，由H_L=12770kJ／m³可汁算理论空气量V₀=3．07m³／m³。由式(3—3)求得
 

 

 

　　所以 s=0．33m
　　实际火焰长度当然要比计算值大。理论证明，不管喷出速度如何，紊流射流的火焰长度与喷嘴直径成正比。

 

　　在燃烧技术中，射流往往不是喷人静止的介质而是喷入运动的气流，如燃气喷入低速运动的空气流中。
　　射流喷入到与它同向平行流动的主气流中时，就形成平行气流。见图3—3—5。平行气流中的自由射流，与静止气流中的自由射流相比，增加了一个过渡段。在过渡段等速核心已消失，但轴心速度衰减很慢，变化仍不显著。直至过渡段终了，射流截面速度分布才稳定下来。其后为射流基本段，此时轴心速度衰减就较明显。
　　平行气流中的自由射流边界仍然是直线，但基本段的边界线不同于起始段及过渡段，其极点到射流出口的距离为x₀。
　　在平行气流中，射流的扩散混合、射流的扩展、轴心速度的衰减、射流核心区的长度等，都与射流和主气流间的速度差有关。
　　当射流和主气流之间存在着速度差和密度差时，射流与主气流混合的强度取决于两者动压头的比值，

    

这里ρ_s、v_s为主气流密度和平均速度；ρ₂、v₂为射流密度和平均速度。
　　混合强度也正比于射流本身动压头绝对值的大小ρ₂v²₂。当v_s很接近v₂时，射流与主气流的混合非常微弱；当v_s=v₂时，因速度差引起的分子微团间的湍流扩散就不再进行。射流与主气流混合过程的动力来源，是射流所具有的初始湍流程度。
　　如射流与主气流之间只存在速度差的情况下，则射流与主气流的混合强度和射流的特性，就取决于主气流速度v_s与射流初速v₀之间的速度差。
 

 

图3-3-5 平行气流中的自由射流