щими свойствами “серого” тела
q
рез
(
y, τ
) = ˜
A
(
y
)
q
пад
(
y, τ
)
−
˜
ε
(
y
)
q
соб
(
y, τ
)
,
(18)
где
˜
A
(
y
) = ˜
ε
(
y
)
.
Когда оптические свойства поверхности не зависят от координаты
y
, то
˜
A
= ˜
ε
и
q
рез
(
y, τ
) = ˜
Aq
пад
(
y, τ
)
−
˜
εq
соб
(
y, τ
)
.
(19)
В этом случае существенное выравнивание плотности потока ре-
зультирующего излучения может быть достигнуто путем изменения
плотности потока падающего излучения за счет применения экрана
соответствующей формы, иным расположением отдельных ГИИ над
нагреваемой поверхностью или регулированием мощности отдельных
источников. Вследствие изменения падающего потока в выражении
(18) адекватно изменяется поток собственного излучения нагреваемой
поверхности и происходит выравнивание
q
рез
(
y, τ
)
, что и определяет
температурное состояние образца. В работе [15] показано, например,
что использование в нагревательном устройстве из шести ГИИ экрана
эллиптической формы приводит к максимальному отклонению (7%)
падающего потока от его среднего значения, вместо 32% для плоского
экрана, и в 1,5 раз увеличивает абсолютное значение
q
пад
.
Еще одним эффективным способом выравнивания температурного
поля может быть целенаправленное изменение оптических характери-
стик поверхности (см. правую часть выражения (18)). Для неизменной
во времени плотности потока падающего излучения
q
пад
(
y, τ
) =
q
пад
(
y
)
выбор соответствующей функции
˜
A
(
y
)
обеспечивает постоянное зна-
чение плотности поглощенного потока:
˜
A
(
y
)
q
пад
(
y
) =
q
погл
=
const
.
При умеренных значениях температуры поверхности второе слага-
емое в правой части уравнения (18) не оказывает заметного влияния
на величину
q
рез
(
y, τ
)
и температура поверхности образца материала
практически одинакова для любого значения
y
. На рис. 6 в качестве
примера приведена зависимость плотности потока падающего излуче-
ния, изменяющейся по координате
у
в соответствии с законом
q
пад
(
у
) =
q
max
sin(38
,
66
y
+ 0
,
41)
,
где
q
max
= 15
Вт/см
2
и
у
в метрах, при нагреве плоского образца мате-
риала толщиной 10 мм со следующими свойствами:
ρ
= 1
,
7
∙
10
3
кг/м
3
;
λ
= 0
,
7
Вт/(м
∙
K);
С
р
= 0
,
65
кДж/(кг
∙
K).
На обеих поверхностях пластины имеет место конвективный те-
плообмен (
α
= 10
Вт/(м
2
∙
K) и
Т
ср
= 293
K).
42 ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение”. 2007. № 4
