ЦИРКУЛЯЦИЯ СКОРОСТИ это:

ЦИРКУЛЯЦИЯ СКОРОСТИ
ЦИРКУЛЯЦИЯ СКОРОСТИ

       
кинематич. характеристика течения жидкости или газа, к-рая служит мерой завихренности течения. Ц. с. связана с вращением элементарного объёма жидкости (газа) при его деформации в процессе движения. Если скорости всех жидких ч-ц, расположенных на нек-рой замкнутой кривой длиной l, направлены по касательной к этой кривой и имеют одну и ту же численную величину v, то Ц. с. определяется равенством Г=vl, как, напр., в случае прямолинейного вихря, т. е. плоскопараллельного течения жидкости, при к-ром все её ч-цы движутся по концентрич. окружности с центрами на оси вихря. В общем случае
ЦИРКУЛЯЦИЯ СКОРОСТИ
где криволинейный интеграл берётся по замкнутой кривой L, vt — проекция скорости на касательную к этой кривой, ds — элемент длины кривой, vx, vy, vz — проекции скорости на координатные оси, х, у, z — координаты точек кривой.
Если Ц. с. по любому замкнутому контуру, проведённому внутри жидкости, равна нулю, то течение жидкости будет безвихревым, или потенциальным течением. Если же Ц. с. по нек-рым контурам будет отлична от нуля, то течение жидкости будет либо вихревым в соответственных областях, либо безвихревым, но с неоднозначным потенциалом скоростей (область течения неодносвязна, т. е. в ней имеются замкнутые твёрдые границы, напр. быки моста в реке). В последнем случае Ц. с. по всем контурам, охватывающим одни и те же границы, имеет одно и то же значение. Ц. с. широко используется как характеристика течений идеальной (без учёта вязкости) жидкости (см. ЖУКОВСКОГО ТЕОРЕМА). Для вязкой жидкости Ц. с. всегда отлична от нуля и со временем изменяется вследствие диффузии вихрей.

Физический энциклопедический словарь. — М.: Советская энциклопедия. . 1983.

ЦИРКУЛЯЦИЯ СКОРОСТИ

-кинематич. характеристика течения жидкости или газа, служащая мерой завихренности течения. Ц. с. представляется криволинейным интегралом по замкнутой кривой L от произведения проекции скорости u. на касательную к кривой на элемент длины этой кривой ds:

255003-24.jpg

где u- модуль скорости, ux, uy и uz- проекции скорости на оси координат, d х, dy и dz - проекции направленного элемента dr дуги L на те же оси. По Стокса формуле Ц. с. связана с потоком вихря w = rot u. через произвольную поверхность S, опирающуюся на кривую L, равенством

255003-25.jpg

Согласно кинематич. теореме Томсона (Кельвина), индивидуальная, или субстанциональная, производная по времени от Ц. с. по жидкому (состоящему всё время из одних и тех же частиц) замкнутому контуру равна циркуляции ускорения по тому же контуру (точка над буквой - символ индивидуальной производной по времени):

255003-26.jpg

Если Ц. с. равна нулю по любому контуру, проведённому внутри жидкости, то течение жидкости - безвихревое, или потенциальное, и потенциал скоростей - однозначная ф-ция координат. Если же Ц. с. по нек-рым контурам отлична от нуля, то течение жидкости либо вихревое в соответственных областях, либо безвихревое, но с неоднозначным потенциалом скоростей (область течения многосвязная). В случае потенц. течения в многосвязной области Ц. с. по всем контурам, охватывающим одни и те же твёрдые границы, имеет одно и то же значение. Ц. с. широко используется как характеристика течений идеальной (без учёта вязкости) жидкости. По динамич. теореме Томсона (Кельвина) Ц. с. по замкнутому жидкому контуру остаётся постоянной во время движения, если, во-первых, жидкость является идеальной, во-вторых, давление (газа) жидкости зависит только от плотности, в-третьих, массовые силы потенциальны, а потенциал однозначен. Для вязкой жидкости Ц. с. со временем изменяется вследствие диффузии вихрей. При плоском циркуляц. обтекании контура идеальной несжимаемой жидкостью, при к-ром скорость на бесконечности отлична от нуля, воздействие жидкости на контур определяется по Жуковского теореме и прямо пропорционально значению Ц. с., плотности жидкости и значению скорости потока на бесконечности. При плоском обтекании идеальной жидкостью крыла с острой задней кромкой величина Ц. с. определяется Чаплыгина - Жуковского постулатом. При обтекании крыла конечной размаха, хорда к-рого в плане меняется, Ц. с. вдоль размаха крыла также меняется.

Лит. см. при ст. Механика. Л. Г. Лойцянский.

С -ЧЁТНОСТЬ - то же, что зарядовая чётность.

СО 2 -ЛАЗЕР- газовый лазер, к-рый генерирует и усиливает эл.-магн. излучение на переходах между колебат. уровнями осн. электронного состояния молекулы двуокиси углерода. Генерация получена на большом числе (неск. тысяч) колебательно-вращат. переходов в ср. ИК-диапазоне (рис. 1). Мощность генерации в непрерывном режиме достигает сотен кВт, энергия излучения в импульсном режиме- десятков кДж, кпд генерации - до 15-20%.

255003-27.jpg

Рис. 1. Огибающие интенсивностей колебательно-вра щательных переходов основных полос для изотопов CO2.

СО 2 -л. широко применяются в таких областях, как технология обработки материалов, лазерный УТС, научные исследования, селективная лазерная химия, лазерная термохимия и разделение изотопов, исследование окружающей среды, локация, связь и др.

Впервые генерация на молекулах CO2 получена К. Пате-лом (С. К. N. Patel) в 1964 путём смешения углекислого газа с потоком молекул N2, возбуждённых в газовом разряде.

Молекула CO2 линейна и в изотопических модификациях с одинаковыми атомами кислорода симметрична. В осн. электронном состоянии при l=0уколебат. состояний, симметричных по отношению к перестановке атомов кислорода, вращат. квантовые числа J чётные, у антисимметричных состояний - нечётные.

255003-31.jpg

Рис. 2. Схема нескольких нижних колебательных уровней основной изотопической модификации (12C16O2) молекулы CO2. Стрелками обозначены некоторые лазерные перехо ды; наиболее сильные из них -с уровня 0001 на уровни 1000 и 0200.

Энергии некоторых лазерных колебательных уровней 12C 16Oи Длины волн l переходов между ними

255003-32.jpg

* Генерация была получена также на всех полосах секвен ции 00°u255003-33.jpg100u-1 и 00°u255003-34.jpg020u-1 при u<6.

Поэтому в осн. полосах 9,4 мкм и 10,4 мкм (см. табл. и рис. 2) и соответствующих полосах секвенции (00°u255003-28.jpg100u- 1,020u- 1) существуют только переходы P- и R -ветви (J255003-29.jpgJ-1) и (J255003-30.jpgJ+1), J- вращательное квантовое число ниж. уровня перехода (см. Молекулярные спектры).[В обозначениях уровней квантовые числа u1ul2u3 соответствуют числам квантов симметричного, деформационного и антисимметричного типов колебаний молекул (мод); число l связано с вырождением деформационной моды и определяет величину момента импульса колебательного движения, направленного вдоль оси молекулы.] При |l|255003-35.jpg0 ограничений по чётности J нет, причём J>=1, в колебательно-вращат. спектре присутствуют также переходы Q -ветви J255003-36.jpgJ ["горячие" полосы (0111255003-37.jpg1310, 1110), длинноволновые переходы]. Если атомы кислорода в молекуле относятся к разным изотопическим модификациям, то также нет ограничений по чёт-ности J и в колебательно-вращат. спектре присутствуют переходы всех трёх ветвей независимо от величины l.

Принцип действия СО 2 -л. можно объяснить с помощью известной в квантовой электронике4-уровневой схемы с учётом особенностей кинетики колебат. уровней молекул. Ниж. уровни колебат. мод в первом приближении можно рассматривать как расположенные эквидистантно по энергии состояния гармонических осцилляторов. При столкновениях одинаковых молекул переходы между уровнями одной моды имеют резонансный характер и происходят с частотой, как правило, значительно превышающей частоты накачки и столкновительной дезактивации. Вследствие этого устанавливается больцмановское распределение населённостей этих уровней, характеризуемое колебат. темп-рой моды. Термодинамически неравновесный характер состояния молекул проявляется в отличии темп-р мод друг от друга и от темп-ры поступательных и вращат. степеней свободы молекул. Процессы преобразования энергии, в ходе к-рых образуется инверсная населённость, происходят между блоками уровней, принадлежащих к отд. модам. Энергии переходов между компонентами мультиплетов с отличающимся на единицу числом квантов деформационной моды не равны кванту этой моды, но различаются не слишком сильно. При темп-pax, характерных для большинства режимов работы СО 2 -л., распределение населённостей уровней смешанных мод, пренебрегая неэквидистантностью, можно считать больцмановским с общей темп-рой.

Осн. процессы, определяющие населённости лазерных уровней молекул CO2, показаны на рис. 3. Уровень 0001 относится к блоку уровней антисимметричной моды, уровни 1000 и 0200 - к блоку уровней смешанных мод.

Лазер работает следующим образом. Источник накачки возбуждает с частотой P04 колебания молекул -накопителей энергии, в качестве к-рых чаще всего используют молекулы азота.

255003-38.jpg

Столкновительная дезактивация колебаний азота протекает очень медленно. Кванты колебаний N2 и антисимметричной моды CO2 почти одинаковы. Между N2 и CO2 происходит быстрый резонансный обмен квантами с частотами W43 и W34, и энергия возбуждения передаётся антисимметричной моде, в т. ч. на верх. лазерный уровень. Столкновительная дезактивация этой моды идёт с частотой W32, при этом энергия переходит в колебания смешанных мод и частично в тепловую. Под действием излучения между лазерными уровнями происходят индуцированные переходы с частотой R32. Столкновительная дезактивация смешанных мод происходит с частотой W20, при этом энергия колебаний переходит в тепловую. Если W20>> W32, то возникает эффект "узкого горла": колебания молекул азота и антисимметричной моды CO2 возбуждаются значительно сильнее, чем колебания смешанных мод. Населённости ниж. лазерных уровней остаются почти не отличающимися от тепловых и оказываются меньшими населённости верх. лазерного уровня, т. е. возникает инверсная населённость. Накачка СО 2 -л. может производиться разл. способами. В общем случае источник накачки может возбуждать с частотами P03 и P02 антисимметричную и смешанные моды, а также дезактивировать моды с частотами P20, Р30 и P40 соответственно.

Вследствие больцмановского распределения населённо-стей уровней мод инверсная населённость одновременно образуется и на большом числе переходов, соответствующих полосам секвенции и "горячим" полосам. Усиление на этих переходах значительно меньше, и для получения генерации на них в резонатор лазера вносят частотно-селективные потери, посредством к-рых подавляется генерация на более сильных переходах.

Благодаря большой скорости обмена квантами между антисимметричной модой и азотом релаксация запасённой в этих модах энергии происходит совместно. Эфф. время такой релаксации превышает обратную частоту релаксации антисимметричной моды:

255003-39.jpg

где p- соответствующие парциальные давления. В смесях CO2 с азотом эффекта "узкого горла" не возникает. Чтобы обеспечить выполнение условия W20 >> W32, в смесь добавляют компоненты, к-рые ускоряют релаксацию смешанных мод, но мало влияют на дезактивацию антисимметричной моды. Лучше всего этому требованию удовлетворяют атомы гелия, к-рые обычно входят в состав лазерных смесей. В нек-рых случаях с этой целью в состав смеси добавляют водяной пар или водород.

Газоразрядные СО 2 -л. Наиб. распространение получила накачка СО 2 -л. в газовом разряде. Этот способ накачки отличается высокой эффективностью преобразования электрич. энергии в энергию колебаний молекул азота и антисимметричной моды CO2, возможностью регулирования мощности накачки в довольно широких пределах, надёжностью и доступностью аппаратуры (см. также Газоразрядные лазеры). Высокая эффективность газоразрядной накачки обусловлена рядом причин. Сечения возбуждения колебат. уровней азота электронным ударом велики и имеют резонансный характер. Энергии электронов, соответствующие максимумам сечений этих процессов, близки к ср. энергии электронов в тлеющем разряде в лазерных смесях. Сечения возбуждения колебат. уровней CO2 электронным ударом тоже велики, их максимумы находятся в припоро-говой области, где энергия электронов несколько превышает энергию квантов колебаний мод. Учитывая, что квант колебаний деформационной моды примерно втрое меньше кванта колебаний азота, осн. доля мощности, в типичных условиях 70-85%, расходуется в разряде на возбуждение колебаний азота и антисимметричной моды.

Газоразрядные СО 2 -л. непрерывного действия. В процессе накачки в активной среде выделяется значит. мощность, что приводит к повышению её темп-ры. Величина t эфф при этом быстро уменьшается. В результате с ростом мощности накачки населённость верх. лазерного уровня сначала растёт, достигает максимума и затем

уменьшается. Населённость ниж. лазерного уровня с ростом темп-ры экспоненциально растёт. Вследствие этого существует оптимальная плотность мощности накачки, при превышении к-рой инверсная населённость начинает уменьшаться из-за перегрева газа. При оптимальной плотности мощности накачки темп-pa составляет 400-500 К. При темп-ре более 700-800 К инверсная населённость исчезает. Чтобы не допустить перегрева активной среды, необходимо обеспечить эфф. теплоотвод. Теплоотвод может производиться за счёт теплопроводности к охлаждаемым стенкам разрядной трубки либо конвективным способом посредством замены отработавшей порции газа. По способу теплоотвода различают СО 2 -л. с диффузионным и конвективным охлаждением (СО 2 -ЛДО и СО 2 -ЛКО).


255003-40.jpg

Типовая схема простейшего СО 2 -ЛДО показана на рис. 4. Мощность генерации СО 2 -ЛДО можно оценить из следующих соображений. Если W- мощность, h - эл.-оп-тич. кпд генерации, L- длина, R- поперечный размер газоразрядной трубки, DT -допустимый перепад темп-ры между центром и стенками трубки, 255003-41.jpg -коэф. теплопроводности лазерной смеси, то

255003-42.jpg

откуда 255003-43.jpg . Эл.-оптич. кпд включает в себя кпд накачки h н, к-рый показывает, какая часть электрич. мощности, поступающей в разряд, расходуется на возбуждение колебаний молекул азота и антисимметричной моды CO2, квантовый кпд h кв255003-44.jpg0,41, равный отношению энергии квантов излучения и накачки, кпд генерации h гeн и геометрический коэф. заполнения активного объёма излучением h зап: h= h нh квh генh зап. Величина h зап при хорошем согла-совании объёмов разряда и мод резонатора может составлять 0,6-0,8, но часто гораздо меньше. При условии, что коэф. прозрачности выходного зеркала оптич. резонатора выбран оптимальным по мощности генерации, 255003-45.jpg , где b-приходящаяся на единицу длины величина потерь на полный обход резонатора за исключением потерь на излучение во внеш. пространство, 255003-46.jpg - показатель усиления. В целом h достигает 10-15%. Величина погонной мощности не превышает 50-70 Вт/м. Соответствующая этому ограничению плотность мощности накачки оказывается примерно на порядок меньше пороговой, при к-рой возможно развитие неустойчивости разряда. Чтобы увеличить мощность лазера, применяют длинные трубки (до 10-20 м). Для уменьшения габаритов трубки разделяют на секции длиной 2-4 м. Мощность СО 2 -ЛДО обычно не превышает 500-1000 Вт. Для повышения погонной мощности применяют разряды щелевой или кольцевой геометрии либо помещают большое число трубок (N )в общий резонатор. В первом случае погонная мощность может быть увеличена в H/d раз (H- ширина, d- толщина щели). Во втором случае возможно N -крат-ное увеличение погонной мощности сборки. Мощность таких лазеров достигает 10 кВт.

Важным в практич. отношении свойством СО 2 -ЛДО оказывается возможность длит. эксплуатации без замены газа (т. н. отпаянные лазеры). Срок службы определяется скоростью взаимодействия продуктов плазмохим. реакций

Важным в практич. отношении свойством СО 2 -ЛДО оказывается возможность длит. эксплуатации без замены газа (т. н. отпаянные лазеры). Срок службы определяется скоростью взаимодействия продуктов плазмохим. реакций с конструкционными материалами активного элемента лазера. Совр. технологии изготовления активных элементов обеспечивают срок службы 255004-1.jpg30000 ч.

Рис. 5.

255004-2.jpg

Конвективный теплоотвод производят двумя способами: прокачивают газ вдоль обычных газоразрядных трубок или поперёк разрядного промежутка (рис. 5). В случае ( а) направления оптич. оси резонатора, потока газа и протекания тока параллельны. В случае ( б )эти направления взаимно перпендикулярны. При продольной прокачке скорость теплоотвода возрастает по сравнению с теплопроводностью в отношении 1 +t диф/t конв, где t диф - время диффузии на величину радиуса трубки, t конв - время пролёта газа через трубку. При интенсификации теплоотвода на порядок допустимому нагреву газа будет соответствовать плотность мощности накачки, близкая к порогу неустойчивости разряда в трубке. Погонная мощность генерации в случае продольной прокачки может быть увеличена до 500-1000 Вт/м. T. к. длина трубок определяется требуемой интенсификацией теплоотвода, мощность таких лазеров пропорц. числу трубок и обычно не превышает 2-5 кВт.

В лазерах с поперечной прокачкой происходит преим. конвективный теплоотвод. Существует много конструкций газоразрядных камер, объем к-рых может достигать десятков литров. Погонная мощность определяется высотой и длиной разрядной камеры в направлении потока и макс. плотностью мощности накачки, при к-рой ещё возможно в данной конструкции камеры поддерживать устойчивый разряд. Для большинства конструкций эта величина лежит в пределах 2-5 Вт/см 3. Мощность лазеров такого типа составляет 5-20 кВт. На рис. 6 показан общий вид одного из таких лазеров (ТЛ5М) мощностью 5 кВт. Он разработан в Научно-исследовательском центре по технол. лазерам РАН. Наиб. высокие энергетич. параметры достигаются при применении газоразрядных камер, в к-рых разряд поддерживается за счёт внеш. ионизации пучком быстрых электронов. В этом случае плотность мощности накачки достигает десятков Вт/см 3, мощность излучения - десятков кВт. Независимо от типа газоразрядных СО 2 -л. показатель усиления в непрерывном режиме составляет, как правило, 0,5-1 м -1.

255004-3.jpg


Импульсные газоразрядные СО 2 -л. работают при повышенном давлении рабочей смеси (обычно атмосферном), но генерация получена и при давлениях в несколько десятков атмосфер. Разработаны методы, позволяющие поддерживать устойчивое горение тлеющих разрядов в больших объёмах при повышенном давлении. Существует множество вариантов методов возбуждения, но все они могут быть отнесены к одному из двух типов разрядов. В первом из них в объёме разряда УФ- или рентг. излучением создаётся нач. концентрация электронов порядка 104-108 см -3. Затем прикладывается электрич. поле, достаточное для лавинной ионизации молекул. Она продолжается до тех пор, пока не будет достигнута концентрация электронов, при к-рой разряд переходит в стадию квазистационарного горения. На этой стадии происходит осн. вклад энергии. По своему типу такой разряд относится к самостоятельным. Второй тип разряда - несамостоятельный. Он протекает при условии, что пучком электронов с энергией 100-300 кэВ в объёме создаётся и поддерживается в течение всего импульса накачки концентрация электронов 1011 -1014 см -3. Энергия в разряд вкладывается за счёт внеш. электрич. поля, не достаточного для ионизации молекул. К преимуществам этого метода относятся возможности выбора оптимальной величины электрич. поля для колебат. возбуждения азота и антисимметричной моды, оптимального (по энергии излучения) состава рабочей смеси и возможность регулировки длительности импульса в широких пределах. Недостатки-сложность установки в изготовлении и эксплуатации, её высокая стоимость.

255004-4.jpg

На рис. 7 показана одна из удачных схем предионизации - излучением импульсного разряда вдоль поверхности диэлектрика. В этой схеме применяют электроды, профиль к-рых подобран так, чтобы обеспечить однородное электрич. поле в промежутке, и генератор высоковольтных импульсов с удвоением напряжения, коммутация в к-ром производится разрядниками. Сбоку от электродов находятся пластинки из плексигласа и стекла. После подачи напряжения на электроды токи смещения замыкаются через пластинки на электрод вдоль поверхности стекла. УФ-излучение возникающего при этом поверхностного разряда создаёт во всём объёме межэлектродного промежутка нач. ионизацию. Схема позволила получить однородный разряд при расстоянии между электродами до 10 см и уд. энергии излучения 40-60 Дж/л. Столь высокие показатели обычно получают только в сиcтемах с электронным пучком. Объём разряда в установках с УФ-предионизацией достигает неск. литров, энергия излучения- неск. сотен джоулей при длительности импульса ок. 1 мкс.

На рис. 8 показано поперечное сечение разрядной камеры лазера с ионизацией электронным пучком. Её важнейший элемент - импульсный диод (электронная пушка) - ускоритель электронов. Катод диода может быть термоэмиссионным, холодным с автоэлектронной эмиссией или плазменным. Плотности тока быстрых электронов от неск. А/см 2 до неск. мА/см 2 при длительности импульса от долей мкс до неск. десятков мкс. Диод отделён от разрядной камеры окном из тонкой титановой фольги. Междуэлектродный промежуток в установках подобного типа достигает 35 см, объём разряда - сотен л, энергия импульсов излучения - неск. кДж.

255004-5.jpg

Показатель усиления в импульсных газоразрядных СО 2 -л. обычно составляет от 1,5 до 3-4 м -1. Импульсные СО 2 -л. успешно работают при давлениях до 10-15 атм. При давлении более 5-7 атм ударное уширение становится примерно равным интервалу между колебательно-вра-щат. линиями полос. Это позволяет получить плавную перестройку частоты во всём диапазоне, показанном на рис. 1. В непрерывном режиме применение трубок диаметром 1-2 мм (т. н. волноводные лазеры) даёт возможность работать при давлении до 0,2-0,4 атм и существенно расширить диапазон перестройки частоты за счёт ударного уширения линий.

Газодинамические СО 2 -л. Накачка СО 2 -л. может производиться за счёт тепловой энергии. В этом случае лазер является тепловой машиной, непосредственно преобразующей теплоту в когерентное излучение. При нагреве газа возбуждаются поступательные, вращательные и в меньшей степени - колебательные степени свободы молекул. Если газ резко охладить, то энергия колебат. степеней свободы может быть на нек-рое время "заморожена". Для быстрого охлаждения применяют сверхзвуковое истечение газа через сопла. Лазеры, в к-рых используют такой метод получения инверсной населённости, называют газодинамическими лазерами (ГДЛ). Время охлаждения т* можно оценить по высоте критич. сечения сопла h* и скорости звука в нём с*,t*~h*/ с*. Если т эфф>т*, но W20t*>1, то при истечении энергия колебаний азота и антисимметричной моды CO2 будет "заморожена", а энергия смешанных мод успеет перейти в тепловую. После расширения в газе в течение нек-рого времени будет существовать инверсная населённость. Для ускорения релаксации смешанных мод в рабочую смесь ГДЛ добавляют в небольшом кол-ве водяной пар. Условие образования инверсии в ГДЛ накладывает жёсткие ограничения на размер сверхзвуковых сопел. Они должны быть весьма миниатюрными, с высотой критич. сечения всего в неск. десятых мм. Чтобы получить значит. расход газа, применяют решётки из щелевых или конических сопел. Число сопел в решётках может достигать неск. сотен. Рабочую смесь ГДЛ получают в качестве продуктов сгорания топлив либо заранее приготовленную смесь нужного состава нагревают в теплообменниках, электрич. током в плазмотронах, в ядерных реакторах, в концентраторах солнечной энергии. ГДЛ представляют собой крупные энергетич. установки. Описан пример реализации ГДЛ с расходом рабочей смеси 14 кг/с и мощностью излучения до 150 кВт. Вероятно, существуют и более крупные установки. Первоначально создание ГДЛ мотивировалось в осн. военными целями, но они могут успешно применяться и в технологиях отраслей тяжёлой промышленности. На рис. 9 изображён ГДЛ, установленный в одном из цехов Череповецкого металлургич. комбината. Он разработан в Ин-те высоких температур РАН.

255004-6.jpg

Определённым недостатком ГДЛ является низкий (<1%) кпд, связанный с неселе. <ктивностью тепловой накачки. Оценить мощность ГДЛ можно из следующих соображений. Учитывая, что рабочая сместь ГДЛ на 98-99% состоит из CO2 и азота, при темп-ре нагревателя T0. на единицу массы газа приходится энергия колебаний молекул азота и антисимметричной моды CO2

255004-7.jpg

где q = 3380 К-характеристическая темп-pa антисимметричной моды, R - универсальная газовая постоянная, m-молекулярная масса. Мощность генерации составит 255004-8.jpg , где h с - кпд сопла, равный отношению энергии, запасённой в колебаниях молекул азота и антисимметричной моды CO2 после расширения в сопле, к величине 255004-9.jpg -массовый расход газа. Остальные обозначения приведены выше при оценке мощности газоразрядных лазеров. Величина h с зависит от высоты критич. сечения сопла, его геометрии и качества изготовления, состава смеси, T0 и ряда др. факторов и может достигать 0,4-0,5. В оптимальных условиях при T0=1200-1300 К величина W/255004-10.jpg. составляет 8-12 кВт/(кг/с). Она очень сильно зависит от T0. Осн. усилия при разработках ГДЛ были направлены на её повышение. Однако это связано с большими технол. трудностями.

Химические СО 2 -л. Накачка СО 2 -л. может производиться непосредственно за счёт хим. энергии тех реакций, к-рые протекают с большой скоростью с высоким выходом колебательно возбуждённых молекул. Примером такой реакции является взаимодействие фтора с водородом или дейтерием. Фтористый дейтерий быстро обменивается энергией с антисимметричной модой CO2. При этом образуется инверсная населённость. На рис. 10 показана схема хим. СО 2 -л. В камеру сгорания по отд. трубопроводам подаются реагенты. Закись азота добавляют, чтобы получить активный атомарный фтор, к-рый затем вступает в реакцию с дейтерием, образуя колебательно возбуждённые молекулы (см. также Химический лазер). Известны примеры реализации таких лазеров (пре-им. для военных целей) с дозвуковыми и сверхзвуковыми скоростями продуктов реакций.

255004-11.jpg


Лит.: Соболев H. H., Соковиков В. В., Оптические квантовые генераторы на CO2, "УФН", 1967, т. 91, в. 3, с. 425; Тычин-ский В. П., Мощные газовые лазеры, там же, с. 389; Карлов H. В., Конев Ю. Б., Импульсные СО 2 -лазеры высокого давления, в кн.: Справочник по лазерам, пер. с англ., под ред. A. M. Прохорова, т. 1, M., 1978; Веденов А. А., Физика электроразрядных СО 2 -лазеров, M., 1982; Карлов H. В., Лекции по квантовой электронике, 2 изд., M., 1988; Голубев В. С.. Лебедев Ф. В., Физические основы технологических лазеров, M., 1987; Очкин В. H., Волноводные газовые лазеры, M., 1988; Виттеман В. Дж., СО 2 -лазер, пер. с англ., M., 1990. Ю. Б. Конев. В. H. Очкин.

Физическая энциклопедия. В 5-ти томах. — М.: Советская энциклопедия. . 1988.


.

Смотреть что такое "ЦИРКУЛЯЦИЯ СКОРОСТИ" в других словарях:

  • циркуляция скорости — (Г) циркуляция Величина, определяемая криволинейным интегралом скорости по замкнутому контуру, , где ( ) скалярное произведение вектора скорости на направленный элемент контура. [ГОСТ 23199 78] [ГОСТ 23281 78] Тематики аэродинамика летательных… …   Справочник технического переводчика

  • Циркуляция скорости — (от лат. circulatio вращение) кинематическая характеристика течения жидкости или газа; в частности, она служит мерой завихрённости потока при изучении вихревых течений. Ц. с. Г одна из основных интегральных характеристик поля скоростей в сплошной …   Энциклопедия техники

  • Циркуляция скорости — Циркуляцией векторного поля называется криволинейный интеграл второго рода, взятый по произвольному замкнутому контуру Γ. По определению где   векторное поле (или вектор функция), определенное в некоторой области D, содержащей в себе контур Γ,  … …   Википедия

  • Циркуляция скорости —         кинематическая характеристика течения жидкости или газа, которая служит мерой завихренности течения. Если скорости всех жидких частиц, расположенных на некоторой замкнутой кривой длиной l, направлены по касательной к этой кривой и имеют… …   Большая советская энциклопедия

  • ЦИРКУЛЯЦИЯ СКОРОСТИ — хар ка завихренности течения, определяемая соотношением Г = фVdl, где L неподвижный замкнутый контур в потоке жидкости, V вектор скорости жидкости в к. л. точке контура L, dl направл. элемент этого контура, включающий рассматриваемую точку. Ц. с …   Большой энциклопедический политехнический словарь

  • циркуляция скорости — (от лат. circulatio — вращение) — кинематическая характеристика течения жидкости или газа; в частности, она служит мерой завихрённости потока при изучении вихревых течений.Ц. с. Г — одна из основных интегральных характеристик поля… …   Энциклопедия «Авиация»

  • циркуляция скорости — (от лат. circulatio — вращение) — кинематическая характеристика течения жидкости или газа; в частности, она служит мерой завихрённости потока при изучении вихревых течений.Ц. с. Г — одна из основных интегральных характеристик поля… …   Энциклопедия «Авиация»

  • Циркуляция векторного поля — Циркуляцией векторного поля называется криволинейный интеграл второго рода, взятый по произвольному замкнутому контуру Γ. По определению где   векторное поле (или вектор функция), определенное в некоторой области D, содержащей в себе контур… …   Википедия

  • Циркуляция атмосферы —         общая, система крупномасштабных воздушных течений над земным шаром. В тропосфере сюда относятся Пассаты, Муссоны, воздушные течения, связанные с Циклонами и Антициклонами, в стратосфере преимущественно зональные (западные и восточные)… …   Большая советская энциклопедия

  • Циркуляция атмосферы — Метеорологические наблюдения над состоянием воздушной оболочки земного шара атмосферы показывают, что она вообще не находится в покое: при помощи флюгеров и анемометров мы постоянно наблюдаем в виде ветра перенос масс воздуха с одного места на… …   Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона

Книги

  • Вытяжка Zigmund&Shtain, . Ширина вытяжки K 246. 91 B составляет 90 см, что позволяет устанавливать ее на кухнях, не испытывающих дефицита пространства, поэтому для удобства использования данная модель может… Подробнее  Купить за 21199 руб
  • Вытяжка Teka DG3 60 стекло, . Тип каминная Стиль Hi-Tech Наклонная нет Управление электронное Режимы работы отвод/циркуляция Производительность 1200 м 3/час Количество двигателей 1 шт Количествоскоростей 3 + интенсивный… Подробнее  Купить за 17459 руб
  • Вытяжка Teka DOS 60 anthracite/brass, . Тип каминная Стиль Retro Наклонная нет Управление электронное Режимы работы отвод/циркуляция Производительность 1200 м 3/час Количество двигателей 1 шт Количество скоростей 3 Уровень шума 46… Подробнее  Купить за 17199 руб
Другие книги по запросу «ЦИРКУЛЯЦИЯ СКОРОСТИ» >>


Поделиться ссылкой на выделенное

Прямая ссылка:
Нажмите правой клавишей мыши и выберите «Копировать ссылку»