Cтраница 3
Результаты численных расчетов нестационарного оплавления стеклообразных материалов показали, что из всех физических параметров, входящих в дифференциальные уравнения и граничные условия, на ход зависимости скорости уноса массы от времени GE ( т) влияют лишь теплопроводность материала ( рис. 8 - 10) и его плотность. На представленных рисунках величины с индексом 0 приняты в качестве эталонных и соответствуют параметрам и результатам основного варианта расчета, а диапазон изменения теплофизических свойств выбран с учетом их реальных отклонений. [31]
![]() |
Изменение конвективного ( я и суммарного ( б тепловых потоков при увеличении размера тела R для различных теплозащитных материалов. [32] |
Радиационный тепловой поток в отличие от конвективного потока, трения и градиента давления резко увеличивается с ростом размеров тела ( рис. 10 - 11), при этом одновременно возрастает и скорость уноса массы. [33]
Обратим внимание еще на одно обстоятельство, которое иллюстрируется данными рис. 3 - 6 и может быть также получено из анализа формул ( 3 - 23) или ( 3 - 27): с ростом скорости уноса массы глубина прогрева резко убывает. [35]
Начало расчета совмещается с точкой торможения, где справедливо приближенное решение, которое позволяет по формулам ( 8 - 36), ( 8 - 38) и ( 8 - 40) установить величины температуры поверхности Tw и скорости уноса массы GS в первой точке. Значение температуры поверхности в каждой следующей точке поверхности тела ( вдоль по образующей) Tw ( x - - &x) может быть связано с величиной температуры Tw ( x) в предыдущей точке с помощью явной конечно разностной схемы: Tw ( x - - / x) Tw ( x) TW: X& x, где Ах - расстояние между точками. [36]
Скорость уноса массы - основная характеристика процесса разрушения теплозащитных покрытий в высокотемператур ном газовом потоке, равная произведению плотности материала покрытия на скорость линейного перемещения его внешней поверхности. Отношение скорости уноса массы к коэффициенту теплообмена на непроницаемой поверхности, называемая безразмерной скоростью уноса массы ( разрушения), является удобным параметром представления результатов для химически активных теплозащитных материалов ( см. гл. [37]
Минимальную толщину унесенного слоя дают расчеты по методике Скала - 18 мм графита, при оценках по данным работы Долтона она получается равной 32 5 мм, а по данным таблиц JANAF - 21 мм. Различие в скорости уноса массы достигает 80 - 90 %, а в максимальной температуре разрушающейся поверхности - 800 К. [38]
![]() |
Баланс тепла на разрушающейся поверхности. [39] |
При решении задач о взаимодействии композиционных теплозащитных материалов с газовым потоком в качестве граничного условия на разрушающейся поверхности необходимо задавать два параметра: Gw и AQW. Первый из них - скорость уноса массы с поверхности Gw, как мы показали в предыдущем параграфе, зависит прежде всего от температуры поверхности Tw, хотя в некоторых случаях эта зависимость может оказаться неоднозначной. [40]
![]() |
Изменение параметров разрушения вдоль образующей затупленного конуса. [41] |
На рис. 8 - 26 приведены распределения скорости уноса массы и температуры поверхности при квазистационарном разрушении полусферического затупления. Интересно отметить быстрый рост доли испарения в общей унесенной массе вещества по мере приближения к боковой кромке тела. [42]
Искусственные графиты имеют ярко выраженную неоднородность структуры: зерна наполнителя ( плотного нефтяного кокса) равномерно распределены в объеме связующего ( кокса, образующегося в процессе высокотемпературного разложения каменноугольного пека), имеющего значительно меньшую плотность вследствие своей высокой пористости. Очевидно, что при одинаковой по поверхности скорости уноса массы углерода линейная скорость уноса плотного кокса - наполнителя будет значительно меньше, чем менее плотного связующего. В силу такой неравномерности уноса поверхность становится шероховатой: зерна наполнителя выступают в поток и в процессе дальнейшего неравномерного уноса могут оказаться практически изолированными от общей массы материала, обламываться и уноситься газовым потоком. [43]
Как известно графиты имеют ярко выраженную неоднородность структуры. Очевидно, что при одинаковой по поверхности скорости уноса массы углерода. [44]
У композиционных материалов такой определяющий механизм, как правило, связан с поведением какой-либо одной компоненты, массовое содержание которой в материале достаточно велико и которая в состоянии образовать механически прочный каркас в условиях интенсивного внешнего теплового воздействия. Скорости разрушения всех остальных компонент оказываются зависящими от скорости уноса массы определяющей компоненты, хотя в свою очередь через химические и тепловые связи они могут известным образом повлиять на величину последней. [45]