射流是一種孔口或狹縫處流動現(xiàn)象。工程所用的水射流大多是湍流流動，其實際結(jié)構(gòu)和運動機理復(fù)雜。在流體力學(xué)理論分析上，其流動的基本圖形是邊界層流動。1974年，日本學(xué)者Yanaida和Ohashi首先用幾何圖形描述了水射流的特征圖，經(jīng)眾多學(xué)者的試驗與豐富，國際上水射流學(xué)術(shù)界的射流結(jié)構(gòu)圖如圖2.2所示

 在噴嘴出口處，射流的速度均勻，射流噴嘴出口處，產(chǎn)生射流卷吸，卷吸了周圍的介質(zhì)，與環(huán)境介質(zhì)形成的邊界層存在極大的速度差，產(chǎn)生一個垂直于射流軸心方向的力，該力與速度差成正比。在力及射流內(nèi)部湍流波動作用下，與環(huán)境介質(zhì)發(fā)生的質(zhì)量和動量交換，使射流表面出現(xiàn)波狀分離。其構(gòu)成及波長依賴于射流排出工況。射流流體與環(huán)境介質(zhì)的質(zhì)量及動量交換過程也即是射流的傳播與擴散過程。射流的擴散首先開始于射流表面并逐漸向軸心發(fā)展。因而，在距噴嘴一定距離內(nèi)形成一錐形等速流核區(qū)。射流核區(qū)流軸向動壓力、流速基本保持不變。射流的邊界變寬、速度降低使速度保持初始速度不變的區(qū)域也不斷減少。速度為零的邊界稱為射流外邊界，射流速度保持初始速度的邊界稱為內(nèi)邊界，內(nèi)外邊界之間的區(qū)域為邊界層。

 顯然，邊界層的寬度隨著離開出口的靶距而不斷擴張，導(dǎo)致射流中保持初始速度不變的區(qū)域不斷減少，使更多的水卷入射流流動。當(dāng)內(nèi)邊界線與射流軸線相交時，即射流截面上只有軸線上的速度為初始速度時稱這個射流界面為轉(zhuǎn)折面，在轉(zhuǎn)折面之前，射流軸線上的速度始終保持初始速度不變;在轉(zhuǎn)折面之后，射流軸心線上的速度開始逐漸衰減。

在射流的外邊界上，射流與周圍介質(zhì)相互作用將產(chǎn)生極不穩(wěn)定的漩渦，這些大大小小的漩渦運動和分布都是雜亂無章的、隨機的，在邊界層內(nèi)由于漩渦的運動使流體質(zhì)點之間產(chǎn)生交換，交換的結(jié)果是:在射流邊界層內(nèi)產(chǎn)生沿射流橫向和軸向的時均速度變化。

圖2.2中將射流分為初始段、基本段和消散段。

(1)射流初始段

 由噴嘴出口至轉(zhuǎn)折面區(qū)域。射流一離開噴嘴就與環(huán)境介質(zhì)發(fā)生劇烈的動量交換和紊動擴散，但仍有一部分處于中心線附近的射流介質(zhì)保持噴嘴出口初始速度，這部分介質(zhì)組成了等速核心，是射流的精華。在等速核心的內(nèi)部不存在橫向部分或縱向的速度梯度，各點的速度大小、方向均相同，因此它屬于一種有勢流動(無旋運動)，等速核心也叫勢流核。

 射流的內(nèi)邊界和外邊界之間的區(qū)域為剪切層，該區(qū)域是由射流介質(zhì)與環(huán)境介質(zhì)相摻混而形成的穩(wěn)流混合區(qū)，在該區(qū)內(nèi)存在速度梯度，因而產(chǎn)生雷諾應(yīng)力，隨著靶距的增加核心區(qū)逐漸減少。

（2）射流基本段

      轉(zhuǎn)折面以后消散段間的區(qū)域。射流起始段后較長一段射流為射流基本段。該段流軸向流速及動壓力逐漸減少，其變化呈雙曲線關(guān)系。而在垂直于軸心的截面上，軸向動壓力與流速自值迅速減至邊界上的最小值，其變化呈高斯曲線關(guān)系。同時，該段流仍保持完整，并且有緊密的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。

      在該段中射流的紊動特性充分地表現(xiàn)出來，該區(qū)域也是由射流介質(zhì)與環(huán)境介質(zhì)互相摻混而形成的紊流混合區(qū)，與射流初始段混合區(qū)沒有本質(zhì)的區(qū)別，只是在射流基本段內(nèi)被卷吸的環(huán)境介質(zhì)增多，混合區(qū)的平均速度逐漸地減少，對于高速射流而言，這兩個混合區(qū)的雷諾數(shù)都在紊流區(qū)內(nèi)，因此，兩個混合區(qū)的速度分布規(guī)律應(yīng)是相互的。

(3)射流消散段

      基本段以外的區(qū)域。射流基本段后即為射流消散段。此時射流與環(huán)境介質(zhì)已混合，射流軸向速度與動壓力相對較低。如在大氣中，則已變成水滴與空氣的混合物或霧化。顯然在射流消散段，射流介質(zhì)卷吸環(huán)境介質(zhì)的能力基本殆盡，霧化區(qū)的作用基本模糊了邊界層，有邊界向軸心連線表明該點所在軸心面是霧化區(qū)的開始。射流在該區(qū)域已沒有什么凝聚力了，這就是靶距的概念。

      這一應(yīng)用經(jīng)驗應(yīng)看做是靶距概念的延伸。由于射流基本段與消散段間的劃分較為模糊，兩段間無明顯的特征變化界面，因而許多學(xué)者只把射流分成起始段和基本段兩段加以討論。

      射流各段在工程應(yīng)用中具有不同的功能。起始段用于材料切割有效，而基本段對清洗、除銹、修整加工、表面拋光及去毛刺等作業(yè)更為有利。消散段則主要應(yīng)用于射流降塵除塵等工藝中。