特種工程塑料用于COIL無加熱噴管的可行性研究.pdf

1、氧碘混合噴管是氧碘化學(xué)激光器最為關(guān)鍵的部件之一。目前激光器噴管采用耐酸不銹鋼1Cr18Ni9Ti加工，為防止噴管內(nèi)碘蒸氣凝結(jié)導(dǎo)致噴碘孔堵塞，噴管雙側(cè)帶有加熱管，此種噴管存在結(jié)構(gòu)復(fù)雜、易發(fā)生故障，加工難度大等問題。初步研究認(rèn)為：采用某些絕熱性好的特種工程塑料加工一種無加熱噴管，可能使金屬噴管存在的問題得以解決。 為了驗(yàn)證用特種工程塑料加工氧碘激光器無加熱噴管的可行性，得出塑料噴管的應(yīng)用范圍以及噴管材料的選擇依據(jù)，本文初步選出了五種

2、可用于加工噴管的高性能塑料品種，并以聚酰亞胺為例，以KW級氧碘激光器噴管為原型，對實(shí)際熱環(huán)境下的聚酰亞胺噴管和不銹鋼噴管的溫度場進(jìn)行了數(shù)值模擬與分析。討論了氣流參數(shù)和材料的熱性能參數(shù)對噴管溫度場的影響，探討了無加熱塑料噴管的應(yīng)用范圍和噴管材料的選擇依據(jù)。實(shí)驗(yàn)測定了單個聚酰亞胺噴管在不同氣體流量、不同初始溫度下通氣6s和20s后噴管壁面一點(diǎn)M的溫升，與相同條件下的模擬結(jié)果進(jìn)行了對比，分析了模擬結(jié)果的可靠性。 上述研究的結(jié)果表明：塑

3、料噴管能夠有效阻止碘蒸氣熱量的大量導(dǎo)出，在使用過程中無需加熱，且在提高激光器整體性能方面具備優(yōu)勢。氣體流量、溫度對噴管的溫度場分布影響不大，因此塑料材質(zhì)的無加熱噴管放大后也可用于KW級以上的氧碘激光器。材料的熱導(dǎo)率和定壓比熱容同時影響噴管的溫度場分布，熱導(dǎo)率低、比熱容大的塑料品種更適于加工噴管。對噴管上一點(diǎn)M，模擬得到的該點(diǎn)溫升均低于實(shí)測值，這主要是由于供氣管路對噴管的加熱作用引起的，但模擬數(shù)據(jù)符合噴管溫度的變化規(guī)律，能夠反映噴管的實(shí)際