Узагальнення результатів дослідження теплопровідності матеріалів

Узагальнимо отримані результати дослідження, провівши розрахунки при різких змінах зовнішніх параметрів, при одноразовому та багаторазовому нагріванні, для одношарової і багатошарової теплозахисних систем. При цьому вдалося відзначити таку особливість. Якщо на поверхні покриття температура більшу частину часу зберігається на одному і тому ж рівні, то для визначення глибини прогріву можна використовувати одне еквівалентне значення, взяте при середньоарифметичної температурі по товщині покриття. Якщо ж температура зовнішньої поверхні істотно змінна по часу, тобто не має яскраво вираженої «полки», або якщо коефіцієнт теплопровідності немонотонно залежить від температури, то доцільно використовувати кусочно-постійну апроксимацію залежності. Навіть при перепаді температур в теплозахисного покриття в 3300 До виявляється достатньо 4-5-ступінчастою апроксимації, причому бажано, щоб кордони обираних температурних інтервалів кусочно-постійної апроксимації при наявності екстремумів проходили через них так само, як і через кордони зон фізико-хімічних перетворень матеріалу .

Використовуючи кусочно-постійну апроксимацію, можна розраховувати із задовільною точністю не тільки глибину прогрівання (інтегральну характеристику прогріву), але і всі температурне поле, товщини окремих зон, наприклад прококсованного шару або плівки розплаву. Можливість кусочно-постійної апроксимації залежності коефіцієнта теплопровідності від температури суттєво послаблює вимоги до обсягу і температурним інтервалам вимірювань теплофізичних властивостей. Вказану апроксимацію Я можна здійснити і для розкладаються матеріалів, що є важливим доказом при доказі існування у них єдиною, не залежної від величини і характеру зміни швидкості нагріву залежності. Вплив внутрішніх фізико-хімічних перетворень на температурне поле в теплозахисних матеріалів. До цих пір розглядалися однорідні теплозахисні матеріали, при нагріванні яких не виникало внутрішніх джерел або стоків тепла. Більшість разрушающихся теплозахисних матеріалів є композиційними, причому при нагріванні їх окремі компоненти можуть зазнавати ряд фізико-хімічних перетворень ще до виходу на зовнішню поверхню.

Через позначимо характерну температуру внутрішнього фізико-хімічного перетворення (наприклад, термічного розкладання або коксування). Передбачається, що вона є центром температурного інтервалу, в якому може реалізуватися тепловий ефект фізико-хімічного перетворення, змінюватися щільність вихідного матеріалу, якщо розкладанню піддалася твердофазна компонента або з'явився піролитичний осад, виділятися деяка кількість газу, пропорційне зміні щільності матеріалу. Природно допустити, що поза температурного інтервалу тепловий ефект, а що виділяється при фізико-хімічному перетворенні матеріалу витрата газоподібних продуктів зберігається постійним і рівним його значенням на відповідній кордоні зони реакції. Не торкаючись фізичного обгрунтування запропонованої схеми, підкреслимо головні теплові аспекти даного явища. Отже, всередині матеріалу на невідомій заздалегідь глибині передбачається існування теплового стоку і джерела утворення газів. Ці гази, фільтруючи потім крізь пори вищерозміщеного шару, відбирають частину тепла від стінок пор. У першому наближенні будемо вважати, що в будь-якій точці теплозахисного покриття температура газоподібних продуктів фізико-хімічних перетворень і стінок пір дорівнює (незалежно від швидкості фільтрації цих продуктів). Далі припускаємо, що гідравлічним опором пористого середовища можна знехтувати, що виключає накопичення газоподібних продуктів всередині шару прореагировавшего матеріалу.

11 липня 2012

Джерело: www.stroysovet.ru

MAXCACHE: 0.48MB/0.00091 sec