Швидкості поверхневого руйнування матеріалів від температури

Що стосується внутрішніх процесів, то серйозно вплинути на залежність швидкості поверхневого руйнування від температури можуть лише ті з них, які або пов'язані з утворенням значних мас газоподібних продуктів (тобто впливають на інтенсивність вдуву) або призводять до утворення нових хімічних компонент, що впливають на механізм руйнування визначальною компоненти. Стосовно до композиційним теплозахисним матеріалами на органічній зв'язці процесом першого типу є термічне розкладання смоли, а прикладом другого – гетерогенне взаємодія оксидів наповнювача з вуглецем сполучної речовини, при якому утворюються тугоплавкі карбіди. У всіх випадках, коли температура термічного розкладання сполучного багато нижче температури руйнування поверхневого шару теплозахисного матеріалу, впливом передісторії нагріву на залежність швидкості руйнування від температури можна знехтувати. Цей висновок підтверджується численними експериментальними і розрахунковими дослідженнями.

Використання єдиної залежності швидкості поверхневого руйнування від температури поверхні дозволяє розділити розрахунки процесів руйнування і прогріву при будь-яких, а не тільки квазістаціонарних умовах нагріву. На відміну від квазістаціонарних співвідношень типу залежності ефективної ентальпії від ентальпії гальмування потоку рівняння має ту перевагу, що воно не пов'язане з обмеженнями на кількість тепла, поглиненого усередині покриття. Природно, що зв'язок швидкості з температурою повинна також враховувати всі сторони впливу зовнішніх параметрів потоку, що набігає на механізм руйнування або, в загальному випадку, повинна бути представлена багатопараметричної залежністю.

Для кожного класу матеріалів і для кожного визначального механізму руйнування конкретний вид рівняння може бути отриманий або в процесі експериментального дослідження, що проводиться також в квазістаціонарних умовах, або розрахунковим шляхом. Подібним же чином визначається залежність сумарного теплового ефекту поверхневих процесів від швидкості руйнування і параметрів обтікання. Якщо в процесі руйнування частина матеріалу несеться в рідкому або твердому вигляді, то виникає необхідність у визначенні частки газоподібних продуктів. Співвідношення разом з балансом тепла на разрушающейся поверхні дозволяють замкнути систему граничних умов і отримати зв'язок теплового потоку з певною температурою. Цієї умови виявляється достатньо для вирішення загального рівняння збереження енергії всередині теплозахисного покриття при будь-якому характері зміни зовнішніх параметрів обтікання. При цьому швидкість переміщення зовнішньої поверхні визначається із залученням співвідношення. У тих випадках, коли час встановлення квазістаціонарного режиму руйнування виявляється багато менше характерного часу зміни зовнішніх умов, процедуру розрахунку можна спростити, використовуючи поняття ефективної ентальпії або безрозмірною швидкості і параметра їх залежність від ентальпії загальмованого потоку, типу рівняння.

11 липня 2012

Джерело: www.stroysovet.ru