CN101079529A - 以氮气为稀释气的氧碘化学激光器超音速氧碘混合喷管 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及氧碘化学激光器的超音速氧碘混合喷管，具体地说是一种以氮气为稀释气的氧碘化学激光器超音速氧碘混合喷管，在喷管亚音速段设有两排碘喷口，其口径为Φ0.5mm，两排碘喷口之间的距离为2mm，两排喷口与喷管喉道之间的平均距离X1为3～5mm；喷管出口设计马赫数为2.2～2.8，对应的喷管每个单元喉道宽度X2为4～6mm、喷管出口的宽度X3为10～15mm。本发明通过对氧碘化学激光器超音速喷管的全新设计，使得氮气可以取代氦气作为氧碘化学激光器的稀释气，从而大大降低了氧碘化学激光器的运行成本，有利于氧碘化学激光器的工业应用。

Description

以氮气为稀释气的氧碘化学激光器超音速氧碘混合喷管
技术领域
本发明涉及氧碘化学激光器的超音速氧碘混合喷管，具体地说是一种以氮气为稀释气的氧碘化学激光器超音速氧碘混合喷管。
背景技术
现有的氧碘化学激光器(COIL)是以大量的氦气作为稀释气。一方面，氦气资源稀有，价格昂贵，使用成本较高，不利于氧碘化学激光器在工业上的应用；另一方面，随着氧碘化学激光器的新型压力恢复系统—低温分子筛吸附泵的出现，以氦气为稀释气的氧碘化学激光器已经不能适应这种新型低温分子筛吸附泵的应用，因为低温分子筛吸附泵采用的沸石分子筛在低温下只能有效地吸附氧气(氧碘化学激光器自身产生的气体)和氮气。
因此，如果氧碘化学激光器能够采用氮气为稀释气或无稀释气，上述问题能够得以解决。
发明内容
本发明的目的在于提供一种以氮气为稀释气的氧碘化学激光器超音速氧碘混合喷管。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
本发明在喷管亚音速段设有两排碘喷口，其口径为Φ0.5mm，两排碘喷口之间的距离为2mm，两排喷口与喷管喉道之间的平均距离X1为3～5mm；喷管出口设计马赫数为2.2～2.8，对应的喷管每个单元喉道宽度X2为4～6mm、喷管出口的宽度X3为10～15mm。
其中：所述两排喷口与喷管喉道之间的平均距离X1的最佳值为4mm；喷管出口设计马赫数的最佳值为2.5，对应的喷管每个单元喉道宽度X2的最佳值为5mm、喷管出口的宽度X3最佳值为13mm。
本发明的优点与积极效果为：
1.本发明通过对氧碘化学激光器超音速喷管的全新设计，使得氮气可以取代氦气作为氧碘化学激光器的稀释气，从而大大降低了氧碘化学激光器的运行成本，有利于氧碘化学激光器的工业应用。
2.本发明使得氧碘化学激光器可以采用低温分子筛吸附泵作为压力恢复系统。
附图说明
图1为本发明单组喷管的几何设计示意图；
图2为本发明喷管亚音速段喷口的几何排布示意图；
图3为本发明喷管列阵示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详述。
如图3所示，本发明的超音速氧碘混合喷管列阵式排列、组成喷管组件3，位于氧碘化学激光器氧发生器与光腔4之间，将产生的出光粒子，经光腔4射出。对比于现有的以氦气为稀释气的氧碘化学激光器超音速氧碘混合喷管，通过缩短喷管亚音速段氧碘混合长度、提高喷管出口设计马赫数，实现氧碘化学激光器在以氮气为稀释气的条件下，获得与以氦气为稀释气的氧碘化学激光器大致相当的氧碘混合效率、增益介质小信号增益系数，从而获得大致相当的化学效率。
实施例1
如图所示，在喷管亚音速段设有两排碘喷口2，其口径为Φ0.5mm，两排碘喷口之间的距离为2mm，两排喷口2与喷管喉道1之间的平均距离X1为3mm；喷管出口设计马赫数为2.2，对应的喷管每个单元喉道宽度X2为4mm、喷管出口的宽度X3为10mm。
实施例2
在喷管亚音速段设有两排碘喷口2，其口径为Φ0.5mm，两排碘喷口之间的距离为2mm，两排喷口2与喷管喉道1之间的平均距离X1为4mm；喷管出口设计马赫数为2.5，对应的喷管每个单元喉道宽度X2为5mm、喷管出口的宽度X3为13mm。
实施例3
在喷管亚音速段设有两排碘喷口2，其口径为Φ0.5mm，两排碘喷口之间的距离为2mm，两排喷口2与喷管喉道1之间的平均距离X1为5mm；喷管出口设计马赫数为2.8，对应的喷管每个单元喉道宽度X2为6mm、喷管出口的宽度X3为15mm。
用与上述设计参数相对应的喷管的型线、几何尺寸设计出的超音速氧碘混合喷管可采用氮气为稀释气或无稀释气，还可采用低温分子筛吸附泵作为压力恢复系统。

Claims (2)

1.一种以氮气为稀释气的氧碘化学激光器超音速氧碘混合喷管，其特征在于：在喷管亚音速段设有两排碘喷口(2)，其口径为Φ0.5mm，两排碘喷口之间的距离为2mm，两排喷口(2)与喷管喉道(1)之间的平均距离X1为3～5mm；喷管出口设计马赫数为2.2～2.8，对应的喷管每个单元喉道宽度X2为4～6mm、喷管出口的宽度X3为10～15mm。
2.按权利要求1所述的一种以氮气为稀释气的氧碘化学激光器超音速氧碘混合喷管，其特征在于：所述两排喷口(2)与喷管喉道(1)之间的平均距离X1的最佳值为4mm；喷管出口设计马赫数的最佳值为2.5，对应的喷管每个单元喉道宽度X2的最佳值为5mm、喷管出口的宽度X3最佳值为13mm。
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