Am fwy na chanrif, mae'r plwg gwreichionen wedi bod yn ffordd syml a dibynadwy o danio cymysgeddau aer o danwydd. Ond wrth i systemau hylosgi symud ymlaencymysgeddau mwy main, pwysau uwch, tanwydd amgen ac amodau gweithredu mwy heriol, mae peirianwyr yn edrych yn agosach ar sut y gall tanio ei hun ddylanwadu ar berfformiad hylosgi.
Dyma lle tanio laseryn dod yn ddiddorol.
Yn lle creu gollyngiad trydanol rhwng electrodau sefydlog, mae tanio laser yn defnyddio pwls laser â ffocws i adneuo egni yn uniongyrchol i gymysgedd hylosg. Gall y dull hwn roi mwy o hyblygrwydd o ranlleoliad tanio, amseru a chyflenwi ynni, gan ei gwneud yn ddeniadol ar gyfer peiriannau nwy uwch, tyrbinau nwy, systemau gyrru ac ymchwil hylosgi.
Pam Mae Peirianwyr yn Edrych Y Tu Hwnt i'r Plwg Gwreichionen?
Mae plygiau gwreichionen confensiynol yn aeddfed iawn, ond mae eu dyluniad sy'n seiliedig ar electrod yn creu cyfyngiadau ymarferol o dan amodau hylosgi anodd.
Rhaid i wreichionen drydanol bontio bwlch electrod sefydlog. Wrth i bwysau hylosgi godi neu wrth i gymysgeddau ddod yn fwyfwy main neu wanhau, gall tanio cyson ddod yn fwy heriol. Mae electrodau hefyd yn gwisgo dros amser ac yn cyfyngu'n gorfforol lle gellir gosod y ffynhonnell danio.
Mae tanio laser yn mynd at y broblem yn wahanol.
Mewn -tanio gwreichionen a achosir gan laser, mae pwls dwyster byr, uchel yn cael ei ganolbwyntio ar y cymysgedd hylosg. Ar ddwysedd optegol digonol, gall dadansoddiad lleol greu rhanbarth plasma sy'n cynhesu'r nwy cyfagos yn gyflym ac yn cychwyn cnewyllyn fflam.
Nid y gwahaniaeth pwysig yn unig yw bod y laser yn creu math arall o wreichionen. Mae'n newidble a sut y gellir darparu ynni tanio.
Oherwydd bod y pwynt tanio yn cael ei bennu'n optegol yn hytrach na lleoliad bwlch electrod, gall peirianwyr ymchwilio i danio yn ddyfnach y tu mewn i'r siambr neu mewn lleoliadau a ddewiswyd yn ôl y crynodiad tanwydd lleol, y maes llif a'r strategaeth hylosgi.
Gall systemau sy'n seiliedig ar laser hefyd gael eu dylunio o amgylch pwyntiau tanio lluosog, gan greu sawl cnewyllyn fflam o bosibl yn hytrach na dibynnu ar flaen fflam sengl.
Mae Hylosgi Main yn Gyfle Allweddol
Mae hylosgiad main yn ddeniadol oherwydd gall gweithredu gyda mwy o aer o'i gymharu â thanwydd gefnogi effeithlonrwydd uwch a thymheredd hylosgi is o dan amodau addas.
Yr her yw cynnal tanio sefydlog wrth i'r cymysgedd ddod yn fwy main.
Gall datblygiad fflamau araf, amrywiad beicio a chamdanio ddod yn fwyfwy pwysig yn agos at y terfyn gweithredu main. Am y rheswm hwn, mae systemau tanio datblygedig yn cael eu harchwilio fel ffordd o ymestyn yr amlen hylosgi ddefnyddiol.
Roedd rhaglen gan Adran Ynni a Labordy Cenedlaethol Argonne yr Unol Daleithiau yn arddangos tanwyr laser ar injan nwy naturiol chwe silindr. O dan yr amodau prawf a adroddwyd, cyflawnodd y prosiect a2.6-cynnydd effeithlonrwydd pwynt canran o gymharu â thanio gwreichionen. Nododd yr un rhaglen hefyd faterion megis gwydnwch tanwyr a baeddu optegol fel heriau peirianyddol pwysig. ()
Ni ddylid dehongli'r canlyniad fel gwelliant effeithlonrwydd gwarantedig ar gyfer pob injan. Yn bwysicach fyth, mae'n dangos y gall technoleg tanio ddod yn rhan weithredol o optimeiddio systemau hylosgi yn hytrach na dim ond cydran sydd ei hangen i ddechrau hylosgi.
Lleoliad Tanio yn dod yn Newidyn Dyluniad
Y tu mewn i hylosgwr, gall crynodiad tanwydd, cynnwrf, tymheredd, pwysedd a chyflymder llif amrywio'n sylweddol o un lleoliad i'r llall.
Mae plwg gwreichionen confensiynol yn gosod y ffynhonnell danio lle gellir gosod y caledwedd yn gorfforol. Mae tanio laser yn rhoi mwy o ryddid i beirianwyr ymchwilio i ble y dylai tanio ddigwydd mewn gwirionedd.
Mae{0}}gwaith tyrbin nwy a gefnogir gan NASA yn enghraifft ddefnyddiol. Cymharu profion ataniwr optegol laser gyda thaniwr electrod confensiynola gwerthuso tanio laser mewn gwahanol safleoedd echelinol, rheiddiol ac amgylchiadol y tu mewn i'r hylosgwr. Adroddwyd am fwy na 200 o ddigwyddiadau diffodd golau laser yn ystod y rhaglen. ()
Ar gyfer peirianwyr hylosgi, mae hyn yn golygu y gall lleoliad tanio ddod yn baramedr dylunio arall ochr yn ochr â chwistrelliad tanwydd, llif aer a geometreg siambr.
Y Tu Hwnt i Beiriannau: Tanio Laser mewn Systemau Gyrru
Mae tanio laser hefyd yn cael ei ymchwilio ar gyfer gyrru rocedi a llongau gofod.
Un cyfeiriad arbennig o ddiddorol ywdanfoniad optegol o bell. Yn lle gosod ffynhonnell laser gyflawn yn uniongyrchol wrth ymyl pob siambr hylosgi, gall ffibrau optegol ddosbarthu ynni laser o ffynhonnell ganolog i wahanol leoliadau tanio.
Fe wnaeth prosiect a gefnogir gan ESA-dan arweiniad DLR ymchwilio i danio ffibr optegol ar gyfer systemau rheoli adwaith lansiwr. Un amcan oedd asesu a ellid amlblecsu un craidd laser trwy ffibrau optegol i wthwyr lluosog, gan leihau maint y system tanio ychwanegol a darparu mwy o hyblygrwydd wrth integreiddio lanswyr. ()
Mae DLR hefyd wedi bod yn datblygu aSystem Tanio Laser Amlblecsog (MLIS)ar gyfer cysyniadau -injan roced y gellir eu hailddefnyddio, gydag ymchwil yn anelu at danio sawl siambr hylosgi yn y pen draw gan ddefnyddio un system danio. ()
Mae'r datblygiadau hyn yn dangos pam mae tanio laser yn arbennig o ddiddorol lledechrau dro ar ôl tro, tanio wedi'i ddosbarthu neu gyflenwi ynni o belldarparu manteision lefel system.
Pa baramedrau laser sy'n bwysig ar gyfer tanio?
Nid mater o ddewis y pŵer cyfartalog uchaf yn unig yw dewis laser ar gyfer prosiect tanio.
Mae tanio laser yn sylfaenol arhaglen ynni curiad -, a rhaid gwerthuso nifer o baramedrau gyda'i gilydd.
Egni Pwls
Rhaid i'r pwls laser ddarparu digon o egni yn y rhanbarth ffocws i gefnogi'r mecanwaith tanio gofynnol o dan yr amodau pwysau, tanwydd a chymysgedd gwirioneddol.
Nid yw ynni pwls uwch yn well yn awtomatig. Mae'r gwerth priodol yn dibynnu ar bwysau hylosgi, cyfansoddiad cymysgedd, geometreg ffocysu a'r dibynadwyedd tanio gofynnol.
Hyd Pwls
Mae hyd curiad y galon yn dylanwadu ar bŵer brig a'r dwyster optegol y gellir ei gynhyrchu yn y canolbwynt.
Mae llawer o astudiaethau torri i lawr a achosir gan laser yn defnyddio curiadau laser byr oherwydd bod angen dwysedd brig uchel i greu plasma yn effeithlon. Mae'r hyd pwls gorau posibl, fodd bynnag, yn dibynnu ar y mecanwaith tanio a'r system optegol gyflawn.
Tonfedd
Mae tonfedd yn effeithio-dewis cydrannau optegol, danfoniad pelydr a rhyngweithio â'r amgylchedd hylosgi.
Efallai y bydd saernïaeth laser gwahanol felly yn briodol yn dibynnu a yw'r system yn defnyddio cyflenwad gofod uniongyrchol rhad ac am ddim, ffenestri optegol, ffibrau neu ffurfweddiad optegol arall.
Ansawdd Beam a Chanolbwyntio
Nid yw cael digon o egni pwls yn gwarantu tanio llwyddiannus os na ellir crynhoi'r egni hwnnw'n effeithiol.
Ansawdd pelydr, opteg ffocysu a nodweddion-smotyn ffocwspenderfynu faint o ddwysedd optegol y gellir ei gynhyrchu ar y pwynt tanio. Felly rhaid ystyried cyflwr ffenestri, aliniad a cholledion optegol ynghyd â'r fanyleb laser.
Cyfradd Ailadrodd ac Amseru
Rhaid i'r laser ddosbarthu curiadau ar yr amlder sy'n ofynnol gan yr injan, y hylosgwr neu'r system yrru.
Yr un mor bwysig, rhaid i bob pwls gael ei gydamseru â'r cylch hylosgi neu'r dilyniant cychwyn. Mewn systemau ymarferol, gall integreiddio â'r bensaernïaeth rheoli electronig fod mor bwysig â'r laser ei hun.
Curiad{0}}i-Sefydliad Pwls
Gall arbrawf labordy ddangos un digwyddiad tanio llwyddiannus, ond rhaid i system weithredol atgynhyrchu'r digwyddiad hwnnw dro ar ôl tro.
Mae sefydlogrwydd ynni pwls yn dod yn arbennig o bwysig yn ystod-profion injan hir, dechrau dro ar ôl tro a gweithrediad beicio uchel. Dylai peirianwyr felly werthuso nid yn unig egni pwls enwol ond hefyd pa mor gyson y mae'r laser yn cynnal yr egni hwnnw dros amser.
Yr Amgylchedd Cyflenwi a Gweithredu Beam
Yn y pen draw, mae'r ffynhonnell laser yn gweithredu fel rhan o system tanio gyflawn.
Yn dibynnu ar y cais, efallai y bydd angen i integreiddio fynd i'r afael â:
- Halogiad ffenestr optegol
- Aliniad mecanyddol a dirgryniad
- Amgylchedd thermol
- Pwysau hylosgi
- Dosbarthiad pelydr gofod ffibr neu am ddim
- Lle gosod sydd ar gael
- Trawsyriant optegol-tymor hir
C-newid laserau cyflwr solid, gan gynnwysNd systemau, wedi cael eu defnyddio'n eang mewn ymchwil tanio laser; Mae arbrofion NASA, er enghraifft, wedi defnyddio ffynonellau Nd pwls ar gyfer astudiaethau tanio a achosir gan laser. ()
Ar gyfer prosiect ymchwil OEM neu hylosgi, nid y cwestiwn allweddol felly yw:
"Pa mor bwerus yw'r laser?"
Mae'n:
"A all y laser gyflwyno'r pwls gofynnol dro ar ôl tro, yn y lleoliad gofynnol, o dan yr amodau hylosgi gwirioneddol?"
Beth Sy'n Dal i Dal Tanio Laser Yn Ôl?
Mae tanio laser yn cynnig hyblygrwydd peirianneg sylweddol, ond nid yw'n ddisodli cyffredinol ar gyfer tanio gwreichionen confensiynol.
Mae heriau ymarferol yn dal i gynnwyscost system, aliniad optegol, ymwrthedd i ddirgryniad, rheolaeth thermol, halogiad optegol ffenestri a gwydnwch cydrannau tymor hir.
Mae'r newid o arddangosiad labordy i system parod injan yn arbennig o anodd. Rhaid i drefniant optegol sy'n gweithio ar fainc brawf aros yn gyson ac yn sefydlog tra'n agored i ddirgryniad, newidiadau tymheredd, cylchoedd pwysau a dyddodion hylosgi.
Mae hyn yn helpu i esbonio pam mae tanio laser ar hyn o bryd yn fwyaf cymhellol lle mae ei alluoedd ychwanegol yn datrys problem benodol na all tanio confensiynol fynd i'r afael â hi mor hawdd.
O Gydran Tanio i Reoli Hylosgi
Efallai nad diflaniad y plwg gwreichionen yw arwyddocâd hirdymor tanio laser.
Ei werth mwy yw'r posibilrwydd o roi peirianwyrmwy o reolaeth dros y digwyddiad tanio ei hun.
Gellir addasu sefyllfa tanio. Gellir archwilio cnewyllyn fflam lluosog. Gellir darparu ynni optegol o bell. Gellir ymchwilio i systemau hylosgi darbodus, pwysedd uchel ac arbenigol heb ddibynnu'n llwyr ar ollyngiad electrod sefydlog.
Dyna pam mae tanio laser yn parhau i ddenu diddordeb ar drawspeiriannau nwy naturiol, tyrbinau nwy, ymchwil hylosgi uwch a gyriad awyrofod.
Wrth i systemau hylosgi ddod yn fwy beichus, mae tanio yn dod yn newidyn peirianneg fwyfwy yn hytrach na dim ond cydran.
Cwestiynau Cyffredin
Beth yw'r gwahaniaeth rhwng tanio laser a thanio plwg gwreichionen?
Mae plwg gwreichionen yn cychwyn hylosgiad trwy ollyngiad trydanol rhwng electrodau sefydlog. Mae tanio laser yn defnyddio pwls laser â ffocws i adneuo egni mewn safle a ddewiswyd yn optegol yn y cymysgedd hylosg. Mae hyn yn darparu tanio rhydd o electrod a mwy o hyblygrwydd wrth ddewis y lleoliad tanio, tra gall saernïaeth system addas hefyd gefnogi pwyntiau tanio lluosog.
Beth yw prif gyfyngiadau tanio laser?
Mae heriau allweddol yn cynnwys{0}}cost system laser, halogiad ffenestr optegol, sefydlogrwydd aliniad, dirgryniad, rheolaeth thermol, gwydnwch cydrannau a chymhlethdod integreiddio. Mae eu pwysigrwydd yn amrywio'n sylweddol rhwng ymchwil hylosgi labordy, peiriannau llonydd, tyrbinau nwy a systemau gyrru awyrofod.
Pa fathau o laserau a ddefnyddir ar gyfer tanio laser?
Mae llawer o systemau tanio laser arbrofol wedi'u defnyddioQ{0}}newid-lasers cyflwr solid megis laserau Nd. Fodd bynnag, nid oes unrhyw fanyleb laser gyffredinol. Mae'r ffynhonnell briodol yn dibynnu ar yr egni pwls gofynnol, hyd pwls, tonfedd, cyfradd ailadrodd, ansawdd trawst, amodau canolbwyntio, pwysedd hylosgi a phensaernïaeth system.
Archwilio Ffynhonnell Laser ar gyfer Eich Prosiect Tanio?
Datblygu system tanio laser? Anfonwch eichmath o danwydd, pwysedd hylosgi, egni pwls gofynnol, hyd curiad y galon, cyfradd ailadrodd, tonfedd ac amodau integreiddio.
Gall ein tîm peirianneg werthuso eich gofynion a thrafod addasffynhonnell laser pwls ar gyfer eich prosiect llosgi neu danio.