Определение кинетических констант гетерогенного окисления углерода на сублимационном режиме его абляции по результатам суммарных абляционных экспериментов

Определение кинетических констант гетерогенного окисления…

Инженерный журнал: наука и инновации

# 12·2017 3

в которой минимизация рассогласования между расчетными и экспе-

риментальными данными проводилась для незначительной совокуп-

ности измерений скорости абляции и температуры стенки. Поскольку

скорость абляции материала при этом определялась путем диффе-

ренцирования функции

( ,



то такой подход к решению задачи

условно можно назвать дифференциальным методом.

В данной работе применяется другой подход к решению приве-

денной задачи (назовем его интегральным методом), который бази-

руется на минимизации рассогласования между расчетными и экспе-

риментальными данными по изменению длины образца за полное

время его теплового нагружения.

Цель работы — разработка методики решения приведенной зада-

чи и получение данных о кинетических константах гетерогенного

окисления углерода атомарным кислородом на сублимационном ре-

жиме его абляции с помощью интегрального метода.

Объектом исследований являются результаты абляционных экспе-

риментов по изучению плотного углеродного материала в струе элек-

тродуговой установки (стенда) ТТ-1 ФГУП «ЦНИИмаш» [8, 9].

Принципиальная схема проведения абляционных экспериментов

на установке ТТ-1 приведена на рис. 1 [11].

Рис. 1.

Принципиальная схема проведения испытаний на установке ТТ-1:

— электрическая дуга;

— электрод;

— коллектор подвода рабочего

газа;

— сверхзвуковое профилированное сопло;

— образец;

— кино-

камера;

— оптическое окно;

— эжектор

Стенд относится к высокоэнтальпийным установкам ТТ-1, он

оснащен электродуговым подогревателем мощностью до 1,4 МВт.

Образцы теплозащитного материала подвергаются аэродина-

мическому нагреву в сверхзвуковом потоке низкотемпературной

(5 000…10 000 K) воздушной плазмы. Геометрическая форма иссле-

дуемых образцов приведена на рис. 2 (индексом «*» обозначен спра-

вочный размер).

Результаты диагностики струи ТТ

1 и измерения обгара материала

за время его теплового нагружения приведены в таблице, в которой

номера экспериментов, не представленных в работе [8], отмечены