10 / 15
Рис. 2. Распределение температуры по толщине внутренней оболочки из
кварцевого стекла (
а
) и лейкосапфира (
б
) для разного времени нагрева при
мощности ГИИ
P
= 120
кВт (удельная мощность 600 кВт/м,
Λ = 1
,
38
(
а
) и
31,39 Вт/(м
∙
K) (
б
))
стекла и лейкосапфира, в различные моменты времени. Расчет выпол-
нен по формуле (27) для постоянного значения теплопроводности и
электрической мощности источника излучения, равной 120 кВт. Наб-
людается существенное различие в абсолютных значениях температур
оболочек и динамике процесса их нагревания. При заданной мощно-
сти ГИИ температура кварцевой оболочки в стационарном режиме
(
∼
17
с) близка к допустимому значению, тогда как установившаяся
температура оболочки из лейкосапфира (
∼
1
с) остается на достаточно
низком уровне. Экспериментальное значение достижимой мощности
ГИИ с оболочкой из кварцевого стекла составляет 100. . . 110 кВт с
ресурсом работы
≤
1
мин.
Увеличение до 250 кВт мощности ГИИ с оболочкой из лейкосапфи-
ра (что более чем в 2 раза превышает достижимые значения для ГИИ
с оболочкой из кварцевого стекла) приводит к значению стационарной
температуры, не превышающему 500 K (рис. 3).
Еще более показательной является динамика изменения перепада
температур во внутренних (“горячих”) оболочках из кварца (рис. 4,
а
)
и лейкосапфира (рис. 4,
б
). В оболочке из кварца при мощности ГИИ
120 кВт перепад температуры (см. рис. 4,
а
) на седьмой секунде рабо-
ты составляет
∼
750
K и по критерию термостойкости близок к до-
пустимому пределу 800. . . 1000 K [9]. При этой же мощности источ-
ника излучения в оболочке из лейкосапфира (кривая
1
, см. рис. 4,
б
)
этот перепад не превышает 40 K и далек от его предельного значения
162
±
8 K [7]. Даже при мощности источника, равной 250 кВт (кривая
2
, см. рис. 4,
б
),
Δ
T <
90
K.
54 ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение”. 2016. № 2