Статья

Архив, 2017, № 2

Тепломассообмен и физическая газодинамика

2017. Т. 55. № 2. С. 240–246

Битюков В.К., Петров В.А., Смирнов И.В.

Влияние величины коэффициента теплопроводности расплава на температурные поля в оксиде алюминия при его нагреве концентрированным лазерным излучением

С помощью строгой модели нестационарного совместного радиационно-кондуктивного переноса энергии исследовано влияние величины коэффициента теплопроводности расплава $\Lambda_{\rm p}$ на формирование поля температуры в процессе нагрева и плавления плоского слоя оксида алюминия излучением $\rm CO_2$-лазера с плотностью потока $q$ от $200$ до $3000$ Вт/см$^2$. Максимальное время нагрева составляет $100$ с. Значения $\Lambda_{\rm p}$ варьируются от $1.5$ до $3$ Вт/(м K). Величина коэффициента поглощения для лазерного излучения принята равной $1000$ см$^{–1}$. Отмечено образование двухфазной зоны на начальной стадии плавления в течение короткого промежутка времени на глубине, меньшей глубины проникновения греющего лазерного излучения. При $q > 600$ Вт/см$^2$ обнаружены не совпадающие по времени максимумы температуры нагреваемой поверхности и толщины расплава. При этом толщина расплава и ее значение в максимуме мало зависят от $q$, в то время как величина $\Lambda_{\rm p}$ существенно влияет на толщину расплава как в максимуме, так и в течение всего процесса нагрева. Показано, что из-за высоких значений коэффициента поглощения расплава в энергетически наиболее важном для переноса излучения диапазоне длин волн по мере приближения к квазистационарному состоянию в твердой фазе устанавливаются близкие профили температур при различных величинах $\Lambda_{\rm p}$. Величина коэффициента теплопроводности расплава оказывает малое влияние на температуру противоположной от расплава “холодной” поверхности.

УДК: 535.3+535.36+535.20
DOI: 10.7868/S0040364417010057

Ссылка на статью:
Битюков В.К., Петров В.А., Смирнов И.В. Влияние величины коэффициента теплопроводности расплава на температурные поля в оксиде алюминия при его нагреве концентрированным лазерным излучением, ТВТ, 2017. Т. 55. № 2. С. 240

High Temp. 2017, v.55, №2, pp. 233-238