содержание .. 46 47 48 49 ..
Тепловое разрушение материалов - часть 48
8.4. Комментарии к закономерности достижения предельной энергоемкости внутренних процессов
поглощения тепла
194
Рис. 8.18. Сравнение расчетных и эксперимен-
тальных профилей температуры в легированной
КСК:
А и Б –
3
10
05
,
0
−
∞
⋅
=
V
м/с,
=
w
T
2400 K, a =
6
10
65
,
0
−
⋅
м
2
/с; А – на 30 секунде нагрева; Б – на 50
секунде нагрева; В
−
3
10
11
,
0
−
∞
⋅
=
V
м/с,
=
w
T
2390 K,
a =
6
10
6
,
0
−
⋅
м
2
/с, на 50 секунде нагрева; 1 – расчет по
(8.23), 2 – по (8.22) при
s
y
y
≥
и по (8.23) при
s
y
y
S
≤
<
τ
)
(
, 3 – по (5.5), 4 – положение нагревае-
мой поверхности, точки
− эксперимент
8.4. Комментарии к закономерности достижения предельной энергоемкости внутренних
У.
– Полученные нами результаты часто выходят за рамки устоявшихся представлений об абляции материала в
высокотемпературном потоке. Поэтому попробуй объяснить то, что мы здесь пытались доказать по «рабоче-
крестьянски».
К.
– Представь себе, что без всякой подготовки к материалу вдруг подвели экстремальный тепловой поток.
Этот материал может либо сразу развалиться вследствие термоудара на куски, или, если можно так выразится,
начнет сопротивляться. До сих пор понятие «саморегулирование» уноса массы аблирующей тепловой защиты в
основном относилось к поверхностным процессам поглощения тепла, а мы показали, что и скорость прогрева
материала, пока он не исчерпал свои возможности, ограничена не только его теплофизическими характеристи-
ками, но не известным до сих пор механизмом поглощения тепла вблизи разрушающейся поверхности мате-
риала. Мы установили, что именно начальное значение теплового потока, подводимого к поверхности, опреде-
ляет прогрев и скорость уноса массы материала. Тепловой баланс, который в дальнейшем устанавливается на
разрушаемой поверхности, обеспечивает тем большее значение теплового потока к горячей поверхности, чем
большее количество тепла поглощается при испарении и вдуве газообразного материала в пограничный слой.
Температурное поле в этот момент времени можно сравнить со сжатой пружиной, витки которой пред-
ставляют собой изотермы температурного поля. Если один конец пружины освободить, то путь, пройденный
каждым витком пружины, будет тем больше, чем дальше виток находится от неподвижного конца пружины. По
мере снижения температуры рассматриваемой изотермы скорость ее перемещения, как и соответствующего
витка пружины, возрастает, и к моменту установления стационарного (не будем бояться этого слова) режима
прогрева, путь, пройденный этой изотермой, будет тем больше, чем меньше ее температура. В этот момент
времени, прогретый слой достигает максимальной толщины, а количество тепла, накопленного в нем, – пре-
дельного значения. В дальнейшем все изотермы температурного поля, которые находятся выше рассматривае-
мой изотермы, будут перемещаться со скоростью, равной стационарной скорости разрушения поверхности ма-
териала.