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燃烧驱动HBr化学激光研究

发布时间:2018-03-06 19:57

  本文选题:燃烧驱动 切入点:气流配比 出处:《长春理工大学》2017年硕士论文 论文类型:学位论文


【摘要】:化学激光器输出功率大、效率高、光谱范围广,在众多种类的激光器中显示出独特的优势,在工业、科研等领域有着潜在的应用前景。本文围绕燃烧驱动HBr化学激光气流条件配比进行了理论和实验方面的研究。本文介绍了燃烧驱动连续波化学激光器基本组成,工作原理和工作特性;激光器流体流量测量,包括流体流量计量系统、流体流量测量原理和压力测量;激光器流体流量的标定工作,包括流体流量标准系统、流体流量标定原理和实际流体流量的标定内容。说明了实验中激光器装置中减压阀和球形阀的选取。基于HF/DF化学激光反应原理,理论分析了燃烧驱动HBr化学激光反应机制,包括能级、振转谱线计算、泵浦反应和增益系数的计算。通过对化学平衡组分的计算,得到了生成混合物的摩尔质量、生成混合物的比热容比和F原子摩尔流量密度的计算式,并由此分析了总流量、NF_3流量、D_2流量和He流量对燃烧室总温总压和绝热燃烧温度、F2解离度、F原子摩尔分数和其流量密度等激光器特性参数的影响。搭建了燃烧驱动HBr化学激光器系统,基于此装置,研究了HBr化学激光器的关键能源粒子氢原子的发生技术,建立了尾气处理方法,并优化了HBr化学激光器的防腐方案。通过调节NF_3、D_2、He和H_2的气体流量,测量了文丘里喷管上下游气体压力、燃烧室压力、光腔压力、扩压段压力和激光器出光功率等参数,研究了燃烧室内气流配比对燃烧反应产生氢原子流量相对大小和激光器出光功率的影响,为实现HBr化学激光器高效运转奠定了坚实的基础。
[Abstract]:Chemical lasers with large output power, high efficiency and wide spectrum range show unique advantages in many kinds of lasers, in industry, This paper focuses on the theoretical and experimental study on the flow ratio of combustion driven HBr chemical laser. The basic composition of combustion driven CW chemical laser is introduced in this paper. Working principle and working characteristics; Laser fluid flow measurement, including fluid flow measurement system, fluid flow measurement principle and pressure measurement; calibration of laser fluid flow, including fluid flow standard system, Based on the principle of HF/DF chemical laser reaction, the mechanism of combustion driven HBr chemical laser reaction is analyzed theoretically. By calculating the chemical equilibrium components, the molar mass, the specific heat capacity ratio of the generated mixture and the molar flux density of the F atom are obtained, including the calculation of the energy level, the vibrational line calculation, the pump reaction and the gain coefficient, and the calculation of the chemical equilibrium components, the specific heat capacity ratio of the generated mixture and the molar flux density of the F atom. The effects of total flow rate, NF3 flow rate, D2 flow rate and he flow rate on the laser parameters such as total temperature pressure and adiabatic combustion temperature F _ 2 dissociation degree, molar fraction of F atom and flow density of F _ 2 are analyzed. The combustion drive is built. HBr chemical laser system, Based on this device, the generation technology of hydrogen atom, a key energy source of HBr chemical laser, is studied, the exhaust gas treatment method is established, and the anticorrosion scheme of HBr chemical laser is optimized. The gas pressure of Venturi nozzle, the pressure of combustion chamber, the pressure of optical cavity, the pressure of expanding section and the output power of laser were measured. The influence of flow ratio in combustion chamber on the relative size of hydrogen atom flow rate and laser output power in combustion reaction was studied, which laid a solid foundation for the efficient operation of HBr chemical laser.
【学位授予单位】:长春理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TN248.5

【参考文献】

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本文编号:1576258

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