6 / 11
В.В. Горский, А.Н. Гордеев, С.А. Васильевский, Т.И. Дудкина, В.А. Сысенко
6
Инженерный журнал: наука и инновации
# 11·2016
уравнения Эйлера при предположении линейности тангенциальной
проекции вектора скорости.
Значения найденных параметров, характеризующих тепловое и
силовое воздействие на модель со стороны набегающего на нее газо-
вого потока, приведены в табл. 1.
Сопоставление расчетных и экспериментальных данных, прове-
денное после решения оптимизационной задачи, показало, что удо-
влетворительного описания экспериментальных данных получить не
удалось.
В то же время в результате решения оптимизационной задачи в
диапазоне температур 1 300…1 500 °С получено удовлетворительное
согласование расчетных и экспериментальных данных (см. рис. 1,
табл. 2).
Таблица 2
Экспериментальные данные и результаты расчетов
Параметр
Давление
p
e
, Па
1 790
2 480
7 440
12 440
T
А
,
°
C
1 300
1 500
1 300
1 400
1 500
1 300
1 500
1 500
G
Abl
,
Exp
⋅
10
6
–2,15 –31,3 –1,24 –4,95 –20,2
0,3
–1,32
+0,64
G
Abl
⋅
10
6
–3,63 –32,22 –0,85
–3,4 –17,47 2,19
–4,06
–0,21
G
Ox
,
Sic
⋅
10
6
9,71
33,5
7,91
9,71
20,6
6,61
10,8
8,66
G
Sub
,
SiО 2
,
A
⋅
10
6
0,1
111
0,06
1,69
57,3
0,018
13
7,41
G
Sub
,
SiО 2
,
w
⋅
10
6
–0,1
–70,7 –0,06 –1,72 –40,1 –0,019 –11,6
–6,99
G
Ligu
,
SiО 2
⋅
10
6
14,1
9,24
10,4
14,1
13,8
6,09
14,1
10,2
∆
SiО 2
⋅
10
6
17,67
8,85
20,18 17,39 12,98 24,29
19,49
23,38
∆
SiС
⋅
10
6
–16,97 –46,49 –15,25
–
16,85 –30,96 –14,34 –18,77
–16,7
П р и м е ч а н и е : Знаки «минус» и «плюс» означают потерю и увеличение массы материала
соответственно; индекс «Exp» относят к экспериментальным данным.
Найденному численному решению задачи соответствуют следу-
ющие значения оптимизируемых констант:
2
6
SiO
9, 74 10
C
−
= ⋅
;
1
4, 24 10
s
A
= ⋅
;
4
6, 695 10
s
B
= ⋅
;
5
x,SiC
2, 26 10
O
K
= ⋅
;
8
x,SiC
1, 28 10
O
E
= ⋅
;
3, 5
µ
α =
;
4
1,17 10
µ
β = ⋅
.
На рис. 2–4 приведены зависимости от давления
e
p
массовых
скоростей протекания отдельных физико-химических процессов, где
черным цветом обозначены расчетные данные, серым — экспери-
ментальные (
1
–
3
— соответствуют рис. 1).
Как видно из представленных на рисунках данных, с уменьше-
нием давления происходит заметное уменьшение толщины пленки
диоксида кремния, блокирующей поступление кислорода к поверх-
ности
А
, что приводит к возрастанию скорости окисления карбида
кремния (см. рис. 2).