Порядок выполняемой работы.

Решить уравнение теплопроводности для твердого тела при облучении его лазерным излучением

где Т - температура в произвольной точке материала с координатами х, у, z в момент времени t; rс - удельная теплоемкость вещества.

Объемная плотность мощности лазерного излучения задается функцией:

где q(y,z,t) - функция, характеризующая распределение плотности поглощения светового потока на поверхности материала и изменение его во времени.

Теплообменом облучаемой поверхности с окружающей средой можно пре­небречь.

Граничное условие на поверхности (х=0)

Облучаемый образец считать полубезграничной средой, имеющей в началь­ный момент времени температуру Т_н :

T (¥, y, z, t)=T (x, y, z, o)=T_н

Будем полагать, что Т_н=0. Излучением равномерно освещается вся поверхность материала, и плотность поглощенного светового потока не меняется со временем, то есть:

f(x,y,z,t)= a×q×exp(-ax)

Необходимые параметры и характеристики для решения уравнения даются преподавателем.

Контрольные вопросы.

1. Основные физические процессы при взаимодействии лазерного излучения с веществом.

2. Влияние оптических постоянных материала на характер

взаимодействия с лазерным излучением.

3.Нагрев материалов лазерным излучением с учетом теплофизических ко­эффициентов.

4.Нагрев твердых материалов лазерным излучением с различными временными и энер­гетическими характеристиками.

Литература.

1. Н.Н. Рыкалин и др. Лазерная обработка материалов.- М.: Машиностроение. 1975.

2. К.М. Банас, Уэбб. Лазерная обработка материалов. - ТИИЭР, 1982. т.70,№6.

3. Лазеры в технологии. / Под ред. М.Ф.Стельмаха. - М.Энергия, 1975г.

4. Г.Ф. Мучник, И.Б. Рубанов Методы теории теплообмена. - М.: Высшая школа, 1974г.

5. М.Н. Либенсон, Г.С. Романов, Я.А. Имас. Учет влияния температурной за­висимости оптических постоянных металла на характер зависимости его нагрева излучением ОКГ. - ЖТФ, 1968, 38 №7, с. 1116-1119.

6. И.П. Добровольский, А.А. Углов О нагреве твердых тел лазера с учетом температурной зависимости поглощательной способности. - Квантовая электроника, 1974, №6 с. 1423.

7. Н.Н. Рыкалин, А.А. Углов, М.М. Низамегдинов Расчет нагрева материалов лазерным излучением с учетом температурной зависимости теплофизических коэффициентов. - Квантовая электроника, 1977, №7. с.1509.

8. Н.М. Беляев, А.А. Рядно Методы теории теплопроводности. -М. Высшая школа, 1982.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №3.

Дата добавления: 2014-12-26