Пористе охолодження

В основі багатьох способів теплового захисту лежить принцип активного впливу на відповідний до тіла потік тепла. Цей вплив досягається за рахунок вдуву відносно холодних газів через поверхню тіла в прикордонний шар набігаючого потоку. На схемі представлений розріз соплового блоку енергетичної установки, в якій використані три різні способи охолодження поверхні. У камері згоряння (дозвукових частина) застосовується завесное охолодження, коли дискретні струменя газу подаються по дотичній до поверхні, відтісняючи зовнішній високотемпературний потік. Далі, в околиці критичного перетину сопла вигідніше використовувати пористу вставку, через яку рівномірно виштовхується (вдувається) газоподібний або рідкий охолоджувач. І, нарешті, надзвуковий розтруб сопла, де інтенсивність теплопередачі набагато нижче, дозволяє застосувати внутрішнє охолодження. Кордон переходу від другого способу охолодження до третього згладжується за допомогою завіси.

У дійсності, як це і враховується в постановці завдання, постійна температура встановлюється на поверхні не миттєво, а після закінчення часу. Тому до моменту тіло встигає прогрітися на певну глибину. Іншими словами координата ізотерми виявляється відмінною від нуля і потрібно певний відрізок часу, протягом якого станеться згладжування початкового обурення і режим прогріву стане близьким до автомодельного. Параметр т однозначно визначає темп збільшення товщини віднесло шару з часом. Тому для подальшого аналізу можна вважати величину т еквівалентної швидкості виносу маси.

Навіть невеликий винесення маси з зовнішньої поверхні призводить до перебудови температурного поля і відхиленню його від автомодельного. Особливо сильно цей фактор проявляється в області високих температур і при досить великих значеннях безрозмірного часу. При відсутності уноса температура в будь-якій точці всередині покриття асимптотично прагне до температури зовнішньої поверхні. Поява уноса маси, тобто переміщення зовнішньої поверхні, призводить до того, що будь-яка точка, раніше перебувала в товщі покриття, врешті-решт опиняється на зовнішній поверхні і відповідна температурна крива перетинається з прямою. Тим не менш завжди можна вказати такий відрізок часу нестаціонарного прогріву і такий інтервал температур, в якому всі залежності збігаються один з одним, який би не був винесення маси.

11 липня 2012

Джерело: www.stroysovet.ru