强激光与粒子束
2022, 34(8): 081005
中国科学院 大连化学物理研究所, 化学激光重点实验室, 辽宁 大连 116023
单重态氧发生器作为氧碘化学激光的核心部件, 为化学激光器提供化学能。通过对工业喷射器及旋风分离器的研究, 结合产生单重态氧的化学反应环境, 进行了大量模拟及设计改进工作, 研制了一种新型喷射型单重态氧发生器, 并进行了相关实验研究。喷射型单重态氧发生器利用喷嘴能够产生比传统发生器类型更多的气液表面, 获得足够的反应效率, 可以大幅度降低发生器液体使用量, 从而减小发生器辅助系统, 提高体积效率。为满足O2(1Δ)停留时间短及分离效率高的要求, 利用气液两相喷射的高初速度以旋风分离器完成气液分离。新型发生器氯气利用率可达97%~99%, 其O2(1Δ)产率为40%~50%。
喷射型单重态氧发生器 旋风分离器 快速分离 停留时间 eject singlet oxygen generator cyclone rapid separation residence time
1 大连理工大学 三束材料改性国家重点实验室， 辽宁 大连 116024
2 中国科学院 大连化学物理研究所， 辽宁 大连 116023
3 大连交通大学， 辽宁 大连 116028
氧碘化学激光(COIL)(波长1.315 mm)辐照纯铝表面，激光束斑直径为6 mm，功率密度为10～20 kW/cm2，材料表面在激光能量作用下瞬间发生熔化。以傅里叶热传导模型为基础，利用ANSYS对化学激光与铝相互作用的过程进行模拟，得到了熔池的形貌特征及相关的温度时间关系曲线。对不同功率密度激光作用的模拟结果进行分析，并求解了纯铝熔化破坏的激光功率阈值。
激光 温度场 铝 数值模拟
1 中国科学院,大连化学物理研究所,辽宁,大连,116023
2 中国科学院,大连化学物?硌芯克?辽宁,大连,116023
在均匀液滴氧发生器的研究过程中,液滴的形成是关键技术.利用压电换能器对液流施加扰动,初始扰动沿液流表面呈指数增长,直到将液流夹断生成液滴.通过理论分析,发现在影响液流表面增长率的诸多参数中,碱性过氧化氢溶液(BHP)表面张力的增加和液体分配板板孔直径的减小能够增大扰动增长率,其他参数的改变对增长率的影响非常小.通过分析还发现,BHP液体的喷射流速不同,要取得最大增长率的外界扰动频率也随之变化,外界施加扰动的频率随液流喷射流速的增大而增大.这些结果为均匀液滴氧发生器的实验研究提供有力的参考依据.
均匀液滴 扰动 增长率 COIL
中国科学院,大连化学物理研究所,辽宁,大连,116023
在均匀液滴O2(1Δ)发生器的研制过程中,发生器中液流受到外界扰动后,扰动沿着液流表面呈指数增长,最终导致液流破段成液滴.在液滴的形成过程中,各种参数的改变都将对液流的状态产生影响,最终影响O2(1Δ)发生器的总体性能.分别从理论和实验两部分对液滴的形成过程进行了对比分析:理论部分论述了液滴形成的理论依据及在发生器中,外界扰动频率、液流喷射流速的改变对扰动增长率的影响及影响趋势;实验部分以成像的方式着重分析了在相同条件下,分别改变扰动频率、液流喷射流速,液滴流的状态及趋势.实验结合理论,寻求可控参数范围,为均匀液滴发生器的液流研究提供依据.
均匀液滴 发生器 扰动 COIL
对优化设计的射流式单重态氧发生器(JS-1)进行了一维模型计算,理论上确定了经优化设计的JS-1的最佳氯气摩尔流量,并进行了实验研究,对某些工作参数作了实验考查,进而从实验中确定了氯气摩尔流量的最佳值,实验结果与模型计算结果相一致。同时实验考察了载气对射流式单重态氧发生器(JSOG)工作性能的影响。
化学氧碘激光器 射流式单重态氧发生器 氯气摩尔流量
