Електромагнітне регулювання теплообміну

Для регулювання температури зовнішньої поверхні можна використовувати методи електричного або магнітного впливу на плазму, обтічні поверхню, що захищається. Магнітногідродінаміческій спосіб вимагає створення поля сил в іонізованій плазмі, оточуючої тіло (проблема аналогічна задачі утримання плазми при керованої термоядерної реакції). Магнітне поле, впливаючи на шар стиснутого газу, до складу якого входять, крім нейтральних молекул і атомів, електрично заряджені іони і електрони, збільшує відстань між ударною хвилею і поверхнею тіла. Це призводить до зростання граничного шару, а отже, до зменшення градієнтів, швидкості і температури.

Термоелектричний спосіб заснований на поглинанні тепла і перетворенні його в іншу форму енергії, наприклад електричну. Прикладом пристрою, що використовує цей спосіб перетворення-енергії, є всім добре відома термопара. Однак як магнітногідродінаміческій, так і термоелектричний способи зменшення теплових потоків до поверхні тіла, незважаючи на всю свою привабливість, ще дуже слабо вивчені, особливо в умовах високої інтенсивності теплообміну.

Охолодження тел за рахунок фізико-хімічних перетворень. Використання фазових перетворень – плавлення та випаровування або сублімації – відкриває перспективи істотного поліпшення теплозахисних властивостей систем охолодження. Будь фазове перетворення, як правило, супроводжується значним тепловим ефектом (кількість тепла, необхідну для перекладу 1 кг речовини з одного стану в інший). Величина теплового ефекту пов'язана з температурою фазового перетворення. При плавленні відбувається часткове ослаблення міжатомних зв'язків, тому за своєю теплової ефективності воно набагато (в 10-20 разів) поступається випаровуванню, коли рвуться всі зв'язки кристалічної решітки і атоми стають практично незалежними один від одного. Значення теплоти випаровування коливається від 5000 кДж / кг у низькотемпературних металів до 10 000 кДж / кг у тугоплавких оксидів і 20 000 у графіту. На руйнування матеріалу витрачається значна частина тепла, що надходить до поверхні тіла ззовні, в результаті лише мала його частина відводиться всередину матеріалу теплопровідністю. При високих температурах в прикордонному шарі може відбуватися багаторазова дисоціація й іонізація продуктів виносу, що пов'язано з додатковим поглинанням тепла.

11 липня 2012

Джерело: www.stroysovet.ru