Горение лазерное

Накачка импульсных лазеров осуществляется излучением газоразрядных лам п, хотя достигнуты определенные успехи в использовании факела горения, лазерных полупроводниковых диодов и светодиодов. Импульсный режим генерации лазеров на гранате характеризуется значительно большими коэффициентами усиления (/Со О,5—0,8 см" ) по сравнению с режимом непрерывной накачки (/С 0,05—0,1 см" ), и поэтому при использова- [c.109]

До сих пор мы считали, что фронт ударной волны совпадает с фронтом волны поглощения лазерного излучения. Возможен, однако, случай, когда фронт волны поглощения распространяется по газу и без ударной волны (например, за счет механизма теплопроводности). Это приводит к более глубокой аналогии между горением и процессами, связанными с распространением волны поглощения лазерного излучения в газе. Аналогия состоит в том, что скорость X химических реакций при горе- [c.104]

В п. 5.2 отмечалось, что в газообразных взрывчатых веществах обычно наблюдается пульсирующая детонация, при которой Течение в зоне Химической реакции становится турбулентным. Результаты экспериментов свидетельствуют о том, что фронт лазерного горения имеет ячеистую структуру [,7]. Известно, [c.105]

Лазерная резка материалов может быть основана на различных процессах, а именно испарении материала, плавлении с удалением расплава из зоны обработки - и на химических реакциях, например, горении или термодеструкции. [c.252]

Объяснение этого эффекта состоит в следующем [5]. В месте, где поглощается лазерное излучение, происходит выделение тепла. Нагретая область вследствие действия различных механизмов (формирования при электрическом пробое ударной волны, теплопроводности, радиационного переноса энергии) распространяется по газу. Газ при этом ионизуется и становится способным поглощать идущее со стороны источника излучение. Таким образом, тепловая волна, двигаясь навстречу световому пучку, поддерживается благодаря поглощению переносимой им энергии. Так как лазерное излучение хорошо поглощается плазмой, то заметный теплоподвод происходит лишь в довольно тонком ее слое. Этот процесс обладает очевидным сходством с явлением распространения волн химического горения и детонации. [c.124]

На втором этапе осуществляется разрядка накопителя. В момент tz при срабатывании УС запускается одно-вибратор (блокировка) Бл. На выходе Бл выделяется импульс с фиксированной длительностью 12 мс, который служит для удержания Тг1 в течение всей длительности в положении Нет зарядки , предохраняя триггер от ложных срабатываний и соответственно от перехода в стационарный режим горения импульсной лампы. Фронт импульса с узла Бл запускает одновибратор задержки 331, который формирует импульс длительностью 4 мс. Этот импульс может быть использован, если в оптическом канале лазерной установки предусмотрен электромеханический затвор. Спадом импульса (момент /з) запускается формирователь импульсов ФИ1. Выходной им пульс с ФИ1 служит для включения разрядного коммутатора (для режима с дежурной дугой, например при использовании модулятора МТ-42) либо для запуска блока зажигания (в МИЛ-49). Через открытый коммутатор накопитель разряжается на лампу. [c.72]

Под действием лазерного излучения может происходить переход вещества твердой аэрозольной частицы непосредственно (без плавления) в газообразное состояние. Для негорючих твердых частиц сублимация предшествует плавлению. Для горючих частиц сублимация сопровождает горение. [c.35]

Экспериментальному исследованию закономерностей горения твердых частиц аэрозоля в поле лазерного излучения посвящены работы [16, 17]. Микрофотосъемка поведения сажистой частицы с а 50 мкм под действием излучения Nd-лазера с / 5-10 Вт-см показала, что в процессе воздействия излучения горящая частица резко ускоряется, образуя на фотоснимке характерные треки, и одновременно фрагментирует на более мелкие частицы, которые в свою очередь также испытывают фрагментацию. [c.148]

Пусть пучок мощного электромагнитного излучения (например, пучок света от лазера непрерывного действия или пучок сверхвысокочастотного радиоизлучения) пронизывает покоящийся газ. В обычных условиях многие газы почти прозрачны для электромагнитного излучения и не взаимодействуют с ним. Однако, если на пути пучка поместить поглощающий излучение слой, то в этом слое за счет поглощения энергии электромагнитного поля начнется выделение тепловой энергии. Таким слоем может служить область самого газа, если газ в этой области нагреть до высокой температуры, при которой он становится ионизованным (превращается в плазму) и сильно поглощает электромагнитное излучение. В зависимости от температуры, до которой нагревается в области поглощения излучения и выделения тепла плазма (при разной плотности потока энергии в пучке, достаточной для ионизации газа, это могут быть десятки тысяч, сотни тысяч и даже миллионы градусов), действуют те или иные упомянутые ранее механизмы передачи тепла близлежащим слоям газа. Нагреваясь, эти слои сами становятся способными поглощать электромагнитную энергию в результате зона тепловыделения в газе перемещается навстречу пучку излучения. По аналогии с горением химически реагирующих смесей описанное явление получило название—в случае, если источником излучения служит лазер,— светового лазерного) горения. [c.110]

Волна лазерного горения при более низких температурах распространяется по холодному газу вследствие молекулярных механизмов переноса с дозвуковой скоростью, а при высоких температурах вследствие механизма электронной теплопроводности и излучения — с сверхзвуковой скоростью в некоторых случаях скорость распространения зоны тепловыделения может, по-видимому, быть сверхзвуковой и по отношению к нагретой плазме. [c.110]

Для определения среднего значения коэффициента поглощения в факеле пламени при различных режимах горения (для различных видов пожара) была создана экспериментальная установка. В качестве источника монохроматического света использовался лазерный [c.182]

Лазерная резка материалов осуществляется тепловым воздействием излучения, вызывающего процессы испарения материала, плавления и удаления расплава из зоны реза, химические реакции горения и термодеструкции и др. [c.300]

При использовании вместо инертного газа какого-либо активного газа (кислород и др.) и при достижении температуры горения материала появляется дополнительный источник нагрева в результате протекания экзотермической реакции. Кроме того, струя кислорода способствует предварительному окислению металла и снижению отражательной способности, а также выполняет гидродинамическую функцию по очистке зоны резания. Энергетические затраты процесса лазерной резки в струе активного газа приблизительно в два раза меньше, чем при резке в инертном газе. [c.301]

Распространение оптических разрядов в газах. Если импульс лазера, инициировавший пробой газа в фокусе линзы, не заканчивается после полной ионизации и нагрева газа в фокальной области, линзы, то наступает следующий этап оптического пробоя, связанный с распространением оптического разряда в близлежащие области нейтрального холодного газа, напряженность светового поля в которых недостаточна для инициирования самостоятельной лазерной искры. При этом граница области, занятой плазмой, начинает двигаться вдоль лазерного луча (обычно навстречу ему), захватывая все новые массы холодного газа и переводя их в плазменное состояние. Можно провести аналогию с обычным горением [17, 18] она базируется на том обстоятельстве, что скорость термической ионизации газа и/ описывается по формуле Саха экспоненциальной зависимостью от температуры [c.112]

Проведенные эксперименты в полигонных испытаниях показали, что асимметрия сжатия мишеней лазерного термоядерного синтеза не столь суш ественно ограничивает горение мишеней, как считалось ранее. [c.273]

С учетом изложенных выше обстоятельств в данном разделе проведен анализ энергетической эффективности различных мишеней ИТС с гидродинамическим зажиганием для лазерного драйвера. Этот анализ основывается на данных численных расчетов по одномерным и двумерным математическим программам полной эволюции мишени от стадии поглощения энергии лазерного излучения в термоядерной капсуле или в рентгеновском конвертере до стадии горения. Представлен также анализ энергетической эффективности мишеней прямого зажигания. Однако надо понимать, что на данный момент такой анализ имеет сугубо качественный характер, поскольку достаточно адекватных расчетов полной эволюции сферических мишеней прямого зажигания в настоящее время не имеется в связи с отсутствием не только технической, но и физической ясности в способе доставки энергии зажигающего драйвера к сжатому термоядерному горючему. Расчеты таких мишеней проводятся только в рамках модели эффективного источника энергии в определенной (центральной или краевой) массе сжатого термоядерного вещества. [c.70]

Зависимость 1 коэффициента усиления простой оболочечной мишени прямого облучения, приведенная согласно данным работы (34], соответствует асимметрии сжатия мишени при 3-5% неоднородности облучения мишени лазерными пучками (пессимистическая зависимость, в смысле влияния гидродинамических неустойчивостей на сжатие и горение мишени). Результаты отвечают облучению мишени 3-й гармоникой излучения неодимового лазера с длинной волны Л = = 0,351 мкм. Зависимости коэффициента усиления (кривые 2-4) простой оболочечной мишени соответствуют сферически симметричному сжатию мишени при прямом облучении лазерным излучением с длиной волны Л = 1,054 мкм [6], Л = 0,351 мкм [34] и Л = 0,249 мкм [6] (оптимистические зависимости). Эти данные демонстрируют рост коэффициента усиления с уменьшением длины волны лазерного излучения и существенное снижение коэффициента усиления за счет асимметрии сжатия. [c.71]

К группе методов регулирования, реализующих локальное изменение скорости, а следовательно, и поверхности горения, относятся лазерный, электродуговой, гидравлический методы и метод регулирования с помощью теплового ножа. [c.32]

Таким образом, процесс распространения волны поглощения вследствие теплопроводности аналогичен процессам медленного горения и детонации. Необходимо, однако, помнить, что при химическом горении в данной массе вещества может выделиться лищь ограниченное количество энергии, определяемое теплотворной спосоОностью горючего. В то же время в волне поглощения энерговыделение растет с ростом интенсивности лазерного излучения. Кроме того, горючее вещество может прореагировать только один раз, а плазма способна поглош ать энергию излучения при соответствующем теплоотводе сколь угодно долго. [c.105]

Наблюдается медленное распространение плазменного фронта в лазерном луче со скоростями 10— 40 м/с, обязанное теплопроводностному прогреванию газа перед фронтом. Этот механизм действует преим. и в оптич. плазмотроне, где для непрерывности горения применяется непрерывный СО -лазер. В оптич. плазмотроне достигается на 1000—3000 К более высокая темп-ра, чем в НОР в неподвижном газе. Продувкой воздуха снимаются верх, ограничения по мощности лазера, а также по фокусному расстоянию линзы / (в неподвижном воздухе в слабофокусированном луче, при / 20 см, НОР не горит). [c.451]

Можно выделить три группы процессов термической резки окислением, плавлением и плавлением-окислением. При резке окислением металл в зоне резки нагревают до температуры его воспламенения в кислороде, затем сжигают его в струе кислорода, используя образующуюся теплоту для подогрева следующих участков металла. Продукты сгорания выдувают из реза струей кислорода и газов, образующихся при горении металла. К резке окислением относятся газопламенная (кислородная) и кислородно-флюсовая резка. При резке плавлением металл в месте резки нагревают мощным концентрированным источником тепла выше температуры его плавления и выдувают расплавленный металл из реза с помощью силы давления дуговой плазмы, реакции паров металла, электродинамических и других сил, возникающих при действии источника тепла, либо специальной струей газа. К способам этой группы относятся дуговая, воздушно-дуговая, сжатой дугой (плазменная), лазерная и термогазоструйная резка. [c.294]

К настоящему времени уже довольно подробно теоретически изучены различные случаи распространения волн термоядерного горения и детонации. Интерес к волнам этого типа вызван, по крайней мере, двумя причинами. Первая связана с проблемами создания термоядерных реакторов различного типа. Так, с развитием лазерной техники оказалось возможным создавать горячую плотную плазму, фокусируя излучение на маленьких мигпенях из твердого материала. В случае мигпеней из дейтерия и трития в центре мигпени может начаться термоядерная реакция, что при определенных условиях приведет к образованию самоподдерживающейся волны тепловыделения. Второй источник интереса связан с астрофизическими проблемами. К примеру, судьба звезд с массой в 4-8 масс Солнца при их эволюции связывается с возможностью формирования в их вырожденных ядрах волн термоядерной детонации углеродного цикла. [c.123]

Во многих теоретических работах изучена структура светодетонационных волн и волн лазерного горения. При этом использовались подходы, аналогичные тем, которые были выработаны для изучения тепловых волн с химическим или термоядерным тепловыделением. [c.124]

Создание эффективных оптических нелинейных и акустоопти-ческих материалов для прецизионных перестраиваемых фильтров и параметрических генераторов света в диапазоне 150 нм — 25 мкм требуется для строгого исследования структуры и состава вещества и кинетики превращений (в том числе без изменения химического состава) методами спектроскопии оптического диапазона, а также для резонансного воздействия при возбуждении вращательно-колебательных переходов молекул в биофизике, химической технологии и других областях, включая процессы горения, разделения изотопов, лазерную имплозию и т. п. Не исклю- [c.271]

В данной главе мы рассмотрим явления испарения, взрыва жидких частиц, горения и пробоя аэрозолей, а также пондеромоторное воздействие на частицы. Результаты комплексных исследований распространения мопхного лазерного излучения в аэрозолях при условиях проявления указанных эффектов подробно рассмотрены в главе 4. [c.31]

В работах [14, 40] обнаружен и исследован механизм коллективного низкопорогового пробоя, который реализуется при повышенных концентрациях грубодисперсного поглощающего аэрозоля и лазерных импульсах миллисекундной длительности. Измерения проводились с лазером на Nd-стекле в режиме свободной генерации. При интенсивностях излучения около 1 МВт-см 2 и концентрации частиц размером 5—10 мкм, превышающей 10 см , развивалась температурная неустойчивость с Гс= (5-f-15) 10 К, обусловливающая изотермическую ионизацию парогазовой среды. Причем фронт плазмы распространялся с дозвуковой скоростью (режим медленного горения разряда). [c.39]

Из рисунка видно, что более резкая по сравнению с модельной зависимость от температуры коэффициентов Di и >vi приводит к качественно отличающимся результатам, а именно процесс горения одиночных малых частиц углерода после выключения лазерного источника прекращается за счет существенных энергопотерь, обусловленных молекулярной теплопроводностью, которые не компенсируются тепловым эффектом химической реакции. Последний вывод не справедлив для системы углеродистых частиц, когда за счет взаимодействия температурных полей возможен коллективный механизм самоподдержания реакции горения, а также для легковоспламеняющихся веществ (капли нефтепродуктов, щелочные металлы и т. п.). [c.147]

На рис. 4.29 приведены данные [31] по максимальному возрастанию в течение лазерного импульса оптической толщи аэрозоля из частиц сажи в зависимости от падающей плотности энергии излучения в диапазоне 0—12 Дж-см в нейтральной атмосфере азота (точки У) и в воздухе (точки 2 и 3), Видно, что реакция горения частиц приводит к некоторой компенсации (на величину Ато —0,l- 0,2) эффекта замутнения аэродисперсной среды. [c.150]

В [17] построены математические модели поздней стадии эволюции плазменных микрообластей, возникающих вокруг аэрозольных частиц под действием лазерного излучения в режимах ударной волны и дозвуковой волны горения. При этом на основе моделирования обратной задачи по характеристикам незатухающих решений для движения фронта плазмы в окружающем воздухе уточнялись требования к краевым условиям (параметрам плазмы первичного пробоя), для которых незатухающие решения задачи существуют. Из расчетов следует возможность относительной стабилизации микрофакела размером (2- 4)-IQ- см вблизи частицы корунда с начальной допробойной температурой ее поверхности (6- 8)-10 К, интенсивностью излучения СОг-лазера / = 4-10 ВтХ Хсм 2 (3-f-23) с. Стабилизация объясняется уменьшением потока пара с поверхности частицы по мере ее испарения. [c.153]

Л е — электронная плотность, —концентрация данного иона, X — коэффициент возбуждения (слг -сек ), Лр, — вероятность спонтанного перехода (сек ), L — геометрический фактор, зависящий от размеров плазмы и апертуры спектрометра. Измерения велись на установке Зита . Произведение МеП Ь определялось из измерений континуума в видимой области спектра, г+ — общее число положительных ионов. Континуум связан с рекомбинационным и тормозным излучениями, возникающими при взаимодействии электронов с положительными нонами водорода, которые являются основой плазмы. Отношение 4/% было определено из известного процентного содержания азота (0,25%), прибавленного к водороду, и из решения уравнения ионизации для азота Те определялось по рассечению лазерного излучения. Линии КУ измерялись с помощью двух монохроматоров скользящего и нормального падения. Они градуировались с помощью монохроматора Эберта, регистрирующего видимую часть спектра. Для градуировки использовался метод двух пар линий. Ошибка в определении интенсивностей линий составляла коло 30%, но основная ошибка была обусловлена трудностью определения роли примесей, попадающих со стенок. Примеси искажают абсолютную величину сечения, но не его относительную величину. Яркость линий ЫУ возрастает по мере горения разряда в два раза. При вычислениях вводилась соответствующая поправка. Сечения возбуждения, найденные экспериментально, довольно хорошо согласуются с теоретическими расчетами для 7е=2,Ы0 °К (табл. 9.1). Наблюдаются отклонения от теоретических результатов в пределах 20—30% [c.361]

В случае лазерного горения имеются экспериментальные наблюдения самораспространяющихся волн сильной и слабой детонации и волн медленного горения, в небольшом числе случаев теоретически изучена их структура. При теоретическом рассмотрении внутренней структуры волн с тепловыделением при ядерных реакциях показана возможность распространения таких волн в зависимости от условий в режимах сильной и слабой детонации и в режиме медленного горения. [c.117]

Что касается волн сильной дефлаграции (допускаемых законами сохранения и вторым началом термодинамики), то до настоящего времени распространение таких волн не наблюдалось экспериментально. Проведенные теоретические исследования химического, лазерного и ядерного горения не указывают на возможность существования таких волн. Не предложены и какие-либо другие модели реальных физических процессов тепловыделения и теплопередачи, которые приводили бы к самораспространяющимся волнам сильной дефлаграции. [c.117]

Лазерный луч оказывает на древесину световое давление и, нагревая, превращает все ее составляющие в нагретые газы. Эти газы обладают большой кинетической энергией и, расширяясь, дополнительно действуют на древесину, разрушают ее и вызывают обычное горение. Из этих процессов полезны световое давление и превращение древесинного вещества в газы. Но самоудаление их из образуемого отверстия или щели, а также горение — процессы вредные. Интенсивность горения можно снизить, действуя на древесину лучом в инертном газе. Динамическое действие расширяющихся газов можно в некоторой степени локализовать, заполняя клетки древесины водой или другим веществом, поэтому качество, например, торцовой поверхности, образуемой лазером, ниже, чем радиальной нтан-гентальной, и при обработке древесины, полностью заполненной водой, выше, чем при обработке древесины влажностью ниже 25%. [c.197]

Рассмотрим методику применения лидаров для диагностики аэрозольных шлейфов на примере эксперимента, по определению параметров дымовой колонки от локального очага пожара [9. Этот эксперимент проведен в контролируемых условиях и интересен тем, что удалось сравнить результаты лазерного зондирования интенсивности дымовыделения с аналогичнььми теоретическими оценками, выполненными в соответствии с общепринятой моделью локального пожара. Пожар имитировался сжиганием штабеля древесины. Размеры штабеля 6X6X3 м. Время горения с мо- [c.89]

Лазерный локатор был удален на 480 м от очага горения. Для построения пространственной картины распределения аэрозоля по сечениям дымовой колонки лидаром сделано девять азимутальных сечений колонки. Схема сканирования лучом лидара по дымовой колонке приведена на рис. 3.17. Угловое расстояние между трассами зондирования в азимутальной плоскости составляло 16,7 мрад, между угломестными сечениями— 10,4 мрад. [c.90]

В экспериментах по лазерному термоядерному синтезу с инерциань-ным удержанием плазмы производят быстрое сжатие микроскопических капель термоядерного топлива и его сильный разогрев путем сферически-симметричного облучения несколькими лазерными пучками огромной мощности. Достигаемые при этом на короткое время температуры и плотности плазмы оказьшаются достаточными для эффективного термоядерного горения топлива. В течение быстротечного нагрева и протекания термоядерной реакции плазма не успевает разлететься из-за конечной скорости разлета — в этом и состоит принцип инерцианьного удержания плазмы. [c.89]

При взрьшном разлете внешней оболочки термоядерного топлива (имплозии) развивается колоссальное давление, которое способно сжать каплю до плотностей, в 10 —10 раз превышающих плотность конденсированного вещества. Это давление способствует повышению температуры ядра капли до температуры синтеза. Горение, начавшись в центре капли, затем распространяется наружу. Все описанные процессы должны произойти за время, меньшее времени взрьюного разлета капли (типичное значение для современных экспериментов около 1 не). Фактически УТС с лазерным или пучковым разогревом представляет собой уменьшенную в миллионы раз копию термоядерного взрьша. [c.90]

Одно из направлений решения такой задачи состоит в исследовании возможностей низкоаспектных мишеней прямого облучения. Одним из наиболее подходящих типов веществ, которые могут быть использованы в качестве вещества оболочки-аблятора прямых мишеней лазерного термоядерного синтеза, являются содержащие бериллий материалы. Преимущества этих материалов состоят в их относительно высокой плотности для элементов с малым зарядом ядра и низкой сжимаемостью. Такое сочетание свойств обеспечивает хорошие гидродинамические характеристики поршня, сжимающего термоядерное вещество, при высокой эффективности поглощения лазерного излучения и малых потерях энергии на собственное излучение плазмы. При горении [c.43]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...