Содержание к диссертации
cip,
ВВЕДЕНИЕ 5
I. ЛИТЕРАТУРНЫЙ АНАЛИЗ И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ
ИССЛЕДОВАНИЯ 7
Оптические схемы радиационных печей 7
Высокоинтенсивные источники излучения 2
Технологические зеркально-лучевые
печи 31
1.4. Постановка задачи исследования ......... 37
П. ИССЛЕДОВАНИЕ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК
ЗЕРКАЛЬНО-ЛУЧЕВОЙ ПЕЧИ 39
2.1. Исследование оптико-геометрических и
энергетических характеристик в систе
ме эллипсоидный концентратор - цилин
дрический приемник излучения 39
2.2* Энергетический расчет биэллипсоидной
системы 47
2.3. Формирование температурных полей и
зон расплава в цилиндрическом образ
це при облучении аксиально-симметрич
ным потоком излучения 54
Ш. РАЗРАБОТКА КОНСТРУКЦИИ ЗЕРКАЛЬНО-ЛУЧЕВОЙ
ПЕЧИ 74
3.1. Расчет оптико-геометрических и энер
гетических параметров зеркально-луче
вой печи . 74
стр.
3.2» Конструкция зеркально-лучевой печи 78
3.3. Экспериментальное исследование энер
гетических характеристик зеркально-
лучевой печи 98
ВЫВОДЫ 106
ЛИТЕРАТУРА Ю8
ПРИЛОЖЕНИЕ пз
ОБОЗНАЧЕНИЯ
G - отражательная способность;
л - спектральный коэффициент излучениялпо нормали);
h. - прицельный параметр точки приемника;
Т - абсолютная температура, К ;
р - прицельный параметр зеркального продолжения
луча относительно излучателя;
Е - энергетическая освещенность, ВтЛг ;
Rwt- радиус источника излучения, м ;
R0 - радиус цилиндрического приемника, м ;
С - постоянная Стефана-Больцмана;
&& - коэффициент поглощения;
J - коэффициент отражения зеркальной поверхности;
с - удельная теплоемкость;
А- коэффициент теплопроводности, Вт/м»К ;
W- мощность, Вт ;
W - масса, кг ;
г0 - теплота фазового превращения вещества, Дж/кг ;
U - напряжение, В ;
оС - коэффициент теплоотдачи, ВтЛг«К ;
(2. - тепловой поток, Вт.
Введение к работе
Использование высокоинтенсивных лучистых потоков, обеспечивающих достижение высоких температур, представляет практический интерес при решении различного рода технологических задач по сварке, пайке, плавке высокоогнеупорных материалов, изучении воздействия лучистых потоков высокой плотности на конструкционные материалы, пластмассы, биологические объекты и т.д. Этому способствуют прежде всего особенности лучистого нагрева - оптические установки позволяют освободиться от примесей, обусловленных материалом тиглей, так как во время процесса плавки образо -вавшийся расплав окружен тем же материалом в исходном состоянии; позволяют нагревать вещество в среде любого состава, точно регулировать место подвода тепла, осуществлять нагрев и охлаждение за короткий промежуток времени; предоставляется возможность технологической обработки материалов независимо от их электрических и магнитных свойств; позволяют осуществлять локальный нагрев с осуществлением высоких температурных градиентов, легко и непре -рывно наблюдать за протеканием процессов; изучать поведение ве -ществ при избирательном облучении в широком спектральном диапа -зоне при различных степенях интенсивности потока излучения и т.д. /1-4, В/.
Широкое применение в настоящее время приобретают солнечные печи, которые в зависимости от размера отражателей (мощности) позволяют проводить исследования при высоких темпера -турах с достаточно большими объектами /б/. В отличие от них, оптические печи с искусственными излучателями позволяют при сравнительно малых размерах отражателей получать мощные световые потоки, способные облучать габаритные объекты с высо-
кой интенсивностью. В связи с этим оптические печи используются для обеспечения стационарного и импульсного лучистого на -грева при проведении экспериментальных исследований, охватывающих широкий круг научно-технических проблем, а также при pea -лизации ряда производственных процессов, основанных на радиа -ционно-термической технологии. Значительное место занимает решение задач ракетно-космической техники, связанных с космической энергетикой и с нагревом летательных аппаратов при движе -ний в космосе, в атмосферах Земли и других планет, при моделировании внеатмосферного солнечного излучения в специальных камерах при испытании космической техники.
Технологическая аппаратура на базе зеркально-лучевых печей представляет большой интерес при использовании в космических экспериментах по плавке различных материалов. Особенности подвода энергии, возможность визуального наблюдения за протекающими процессами плавления и кристаллизации веществ и их реги -с.трации с помощью оптических приборов привлекает внимание специалистов. Некоторый опыт в этом направлении имеется зарубе -жом /П, 17, 18, 28/.
В связи с этим разработка оптимальных конструкций зеркально лучевых печей и исследование их энергетических характерне -тик в зависимости от функционального назначения установок представляет актуальную задачу, имеющую научное и практическое значение
