ная диэлектрическая проницаемость неионизированной среды
;
k
—
постоянная Больцмана
,
или ионизированной среды
(
для излучения
СО
2
-
лазера
,
λ
= 10
,
6
мкм
)
:
ε
i
= 1
−
10
−
25
n
e
,
(2)
где
ε
i
—
относительная диэлектрическая проницаемость ионизирован
-
ной среды
;
n
e
—
плотность электронной компоненты среды
,
может
быть рассчитана по уравнению Саха в силу локальной равновесности
среды
[19].
Парциальное влияние вышеупомянутых механизмов
(
v
ф
m
=
=
v
ф
m
(
T, p, n
e
)
,
где
m
=
н
, i
)
на рефракцию лазерного излучения
при условии их аддитивности оценивается следующим образом
:
ε
p
=
ε
н
+
ε
i
−
1
.
Таким образом
,
задача прохождения лазерного излучения через среду
парогазового канала сводится к расчету термодинамических парамет
-
ров отдельных точек канала
,
определяемых
,
в свою очередь
,
процесса
-
ми переноса в его среде
:
тепломассопереносом
,
транспортировкой из
-
лучения
,
диффузией среды канала и технологических газов
.
Тепломассоперенос в среде канала
.
В модели процессы тепло
-
и
массопереноса в газоподобной среде описываются системой классиче
-
ских уравнений газовой динамики
,
из которых в первом приближении
можно исключить влияние силы тяжести и вязких сил на изменение те
-
плосодержания системы на основании результатов экспериментальных
исследований истечения пароплазменных струй из канала в ходе лазер
-
ной сварки
[6, 20].
Система включает в себя следующие уравнения
.
1.
Уравнение движения
.
Отражает закон сохранения количества
движения применительно к рассматриваемому объему газоподобной
среды
:
ρ
dv
dt
+
ρ
(
v
∙ r
)
v
=
r
p,
где
p
—
давление
;
ρ
—
плотность
;
v
—
вектор скорости движения среды
канала
.
2.
Уравнение неразрывности
.
Отражает закон сохранения массы
для любого объема движущегося газа
,
когда при отсутствии разрывов
среды приток массы газа равняется расходу
∂ρ
∂t
=
−
div
(
ρv
)
.
3.
Уравнение баланса энергий
.
Отражает закон сохранения энер
-
гии для рассматриваемого элементарного объема среды
—
изменение
72 ISSN 0236-3941.
Вестник МГТУ им
.
Н
.
Э
.
Баумана
.
Сер
. “
Машиностроение
”. 2005.
№
3
