Например, Бобцов

РАСЧЕТ ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИХ СВОЙСТВ МНОГОКОМПОНЕНТНОЙ ГАЗОВОЙ СРЕДЫ ЩЕЛЕВОГО ЛАЗЕРА

Аннотация:

Предмет исследования. Предложена методика определения теплопроводности и вязкости газовой среды щелевого лазера, основанная на использовании известных свойств ее составляющих. Определение теплопро- водности необходимо для составления математической и тепловой моделей при разработке теплового режима. Особенностью предложенной методики является возможность получения эффективных значений характеристик с достаточной точностью для газов сложного состава, содержащих более двух компонентов. Метод. Методика расчета заключается в последовательном применении формул Линдсея–Бромли и Вилке для бинарного газа к компонентам смеси в зависимости от их мольной концентрации. Порядок выбора компонентов обусловлен наименьшим отклонением расчетных значений от справочных данных. Основные результаты. Верификация метода произведена сравнением расчетных и экспериментальных данных для смесей из трех составляющих. Установлено, что неопределенность значений вязкости не превышает 1,5 % при среднем значении отклонения менее 1 %. Среднее отклонение значений теплопроводности выше, но при этом неопределенность не превы- шает 5 %. Для наиболее часто применяемого состава смеси газов среды щелевого лазера, состоящей из CO2, N2, Xe и He, вычислены теплофизические свойства для случаев минимальной и максимальной концентрации возникающего в процессе эксплуатации монооксида углерода. Показаны поэтапное применение метода и зави- симость теплопроводности от температуры. В диапазоне рабочих температур наблюдается существенный рост теплопроводности (более чем в два раза). Так, в диапазоне комнатных температур (300 К) теплопроводность составляет 0,067 Вт/(м∙К), при 800 К достигает значений 0,14 Вт/(м∙К). Подобное различие создает существенную неравномерность температурного поля газовой среды и существенно влияет на стабильность работы лазера. Практическая значимость. Полученные результаты могут найти применение при разработке щелевых лазеров, а также устранить перепады мощности и стабилизировать работу уже эксплуатируемых лазеров путем регулирования концентраций компонентов газового состава.

Ключевые слова:

Постоянный URL

Статьи в номере

Содержание © 1993–2024 Университет ИТМО
Разработка © 2015 Университет ИТМО