Свободной конвекцией

ГОС-1000 ГОР-300 ЛТИ-401 Стекло Рубин ИАГ ' 1,06 0,6943 1,064 (1000) (300) (0,3) Импульсный Свободной генерации 0,1 0,2 0,1

В результате воздействия лазерного излучения импульсных, твердотельных ОКГ, работающих в режиме свободной генерации, в

в этой зоне. С этой целью были изучены структурные изменения, происходящие в углеродистых и легированных сталях, а также в цветных металлах и сплавах под воздействием излучения ОКГ в режиме свободной генерации и в режиме модулированной добротности.

Изменения в материале при воздействии излучения ОКГ в режиме свободной генерации. Углеродистые стали. Изучение структурных и фазовых превращений, происходящих в материале под воздействием излучения ОКГ, наиболее целесообразно проводить на углеродистых сталях, так как они достаточно полно исследованы в различных условиях термообработки. В частности, на этих сталях

Длительность светового импульса ламп накачки составляет 10~3 с. Импульс приблизительно той же длительности излучает и рубиновый лазер. Такого рода режим получил название режима свободной генерации. Излучаемая при этом энергия зависит от размера рабочего тела и его качества, от качества зеркал, тщательности юстировки, эффективности системы накачки и т. д.

В настоящее время промышленностью выпускаются рубиновые лазеры с различной энергией излучения. Следует иметь в виду, что мощность излучения при малых длительностях импульса оказывается очень большой. Например, при 100 Дж энергии, излученной в режиме свободной генерации, мощность импульса составляет 100 кВт.

Импульс, излученный лазером в режиме свободной генерации, не гладкий; он имеет сложную пульсирующую структуру и состоит из большого числа отдельных импульсов — пичков, длительность каждого из которых примерно 10~6 с. Хаотичность этих пульсаций и отсутствие их повторяемости от импульса к импульсу указывают на то, что они вызываются различными факторами. Одним из факторов, обусловливающих пульсацию, является взаимодействие между типами колебаний, возникающих в резонаторе. Однако пульсации могут иметь место и при работе ОКГ в одномодовом режиме; в этом случае они обычно носят регулярный характер и представляют собой релаксационные колебания.

В режиме свободной генерации импульс неодимового лазера, так же как и импульс рубинового, имеет пульсирующую структуру. Все остальные элементы лазеров на стекле (системы оптической накачки, резонаторы и т. д.) аналогичны имеющимся в лазерах на рубине.

С точки зрения практического применения большой интерес представляют ОКГ, излучающие мощные короткие импульсы длительностью 10~7—10~9 с. Задача создания таких лазеров может быть решена путем использования резонаторов с управляемой добротностью; при этом величина пиковой мощности может быть увеличена на несколько порядков по сравнению с мощностью, имеющей место в режиме свободной генерации.

Рис. 14. Временные зависимости инверсной населенности AN и интенсивности излучения / в режимах свободной генерации (1), модулированной добротности (2) и при отсутствии генерации (3). AyV* — пороговое значение инверсной населенности

чительно большей инверсии, причем будет излучен весьма мощный короткий импульс. На рис. 14 приведены изменения инверсии с течением времени в режиме свободной генерации и в режиме модулированной добротности резонатора; предполагается, что импульс накачки имеет прямоугольную форму и ширину (штриховая линия на рисунке).

При малых токах (меньше 30 А) это движение вызывается подъемными силами, возникающими из-за того, что плотность горячей плазмы меньше плотности окружающей атмосферы. Дуги, в которых характер движения газа определяется свободной конвекцией, относятся к слаботочным дугам. В этой связи интересно отметить, что само название «дуга» произошло от той формы, которую принимает газовый разряд низкой интенсивности между горизонтальными электродами под влиянием подъемных сил.

1 Если плотность пара велика, в уравнение движения вместо pxg следует подставить член ?(рж — рп), где индексы «ж» и «п» обозначают, соответственно жидкость и пар. Расчеты показывают также, что, как правило, свободной конвекцией в пленке можно пренебречь,

2. Определяют потери тепла, вызванные свободной конвекцией окружающего воздуха. Расчет коэффициента теплоотдачи оск и тепловых потерь qK = ак (/пов — /ср) при заданных величинах

Теплообмен в интервале давлений насыщения от 0.5 до 150 мм рт. ст. определялся в основном отводом тепла свободной конвекцией. Этот режим теплоотдачи характеризуется хорошей повторяемостью результатов во всех сериях опытов и описывается эмпирической зависимостью

где pD — динамическая составляющая давления, обусловленная свободной конвекцией жидкости в тепловом пограничном слое.

где рд — динамическая составляющая давления, обусловленная свободной конвекцией жидкости в тепловом пограничном слое. Эта система уравнений, характеризующая некоторый предельный режим свободной конвекции в среде с числом Рг<1, дает при пренебрежении нестационарными членами только один определяющий критерий

В исследованиях [91, 93] изучалось влияние повышенной гравитации на механизм переноса теплоты от поверхности нагрева к жидкости. Установлено, что возможно существование трех характерных видов теплообмена: 1) отвод тепла осуществляется только свободной конвекцией; 2) неразвитое кипение, при котором существенное влияние на отвод тепла оказывает свободная конвекция; 3) развитое кипение — влияние свободной конвекции незначительное. Расчет теплообмена при изменении перегрузки т = 1 — 2000, плотности теплового потока 9= (6— 200) • 103 Вт/м2, р = 0,1 МПа авторы работ [91, 93] рекомендуют проводить по следующим соотношениям:

ния, а именно 0,8) и as =1,0-1 0"8 ккал/м2-•<шс-°К4 (то же для ем = 0,2, например при нагреве алюминия) и для двух значений температуры поверхности нагрева (0° и 300° С). Сравнение интенсивности теплоотдачи конвекцией относится не к излучению газов, а к излучению кладки, так как в условиях работы печей с конвективным режимом .излучение газов по сравнению с кладкой значительно меньше (тонкие слои, малая степень черноты) и чисто конвективный режим нарушается, прежде всего, за счет излучения кладки. Однако это имеет место только в тех конструкциях печей, где все элементы поверхности нагрева могут облучаться со стороны кладки. Практически в печах, работающих по конвективному режиму, поверхность нагрева в значительной степени защищена от излучения кладки и поэтому конвективный режим может иметь место при температурах более высоких, чем это показано на кривых рис. 153. Из этих кривых следует, что для всех рассмотренных случаев теплообмен свободной конвекцией, как правило, не может быть в существенной мере преобладающим. Режим преобладающей вынужденной конвекции может иметь место, когда значения разности температур между кладкой и поверхностью нагрева не превышают А^ =400° (за исключением нагрева материалов, степень черноты которых равна или выше 0,8) при температуре материала не выше 200—300°. Однако, как выше было отмечено, конвективный режим теплообмена может иметь преобладающее значение и при более высоких температурах, если поверхность нагрева в значительной степени защищена от излучения кладки. Практически в каждом частном случае путем несложных расчетов легко установить границы, в которых конвективный теплообмен имеет решающее значение.

В наших опытах размеры капли были сравнительно большими и число Re достигало значений, равных 6—10. Следовательно, расчетное значение числа Nu лежало в пределах 2,5—2,7 (пренебрегая свободной конвекцией и считая, что

вания при отопительных приборах со свободной конвекцией (рис. 4.22 и табл. 4.7):

С другой стороны, температурное поле вызывает нарушение однородности физических свойств среды. В областях с более высокой температурой плотность среды вследствие теплового расширения уменьшается и получается неустойчивое распределение плотности. Элементы жидкости приходят в движение, обусловленное температурным полем. Если жидкость (газ) не подвергается какому-либо внешнему механическому воздействию, побуждающему ее к движению (например, воздействию насоса), то единственным источником движения среды в этом случае оказывается процесс теплообмена. Такое движение жидкости или газа называется свободной конвекцией, в отличие от вынужденной конвекции, когда движение среды обусловливается внешним механическим воздействием.

Рекомендуем ознакомиться:

Сварочное производство

Сварочного оборудования

Свежезакаленном состоянии

Сверхкритических давлениях

Сверхпрочных материалов

Сверхтвердых материалов

Сепарационными устройствами

Сверхзвуковой скоростью

Сверлением отверстий

Сверление производится

Сверление сверление

Сверлильные фрезерные

Сверлильно расточной

Светового моделирования

Меню:

Главная страница Термины