7 / 14
Определение кинетических констант гетерогенного окисления…
Инженерный журнал: наука и инновации
# 12·2017 7
1. Вследствие высокой теплопроводности материалов этого класса
в процессе проведения экспериментальных исследований никогда не
устанавливается так называемый квазистационарный режим абляции,
на котором скорость разрушения и температура материала перестают
зависеть от временной координаты. Это обстоятельство позволяет су-
щественно упростить методику проведения экспериментальных ис-
следований, так как обеспечение в них квазистационарного режима
разрушения теплозащитного эксперимента сопряжено с необходимо-
стью преодоления значительных технических проблем.
2. Для материалов этого класса линейная скорость абляции в струе
газа заданного элементарного химического состава зависит только от
температуры стенки, давления и коэффициента теплообмена. Вслед-
ствие этого удается качественно повысить информативность абляци-
онного эксперимента. Однако возникают определенные проблемы,
связанные с качеством измерения скорости и температуры абляции
материала и с определением коэффициента теплообмена на непрони-
цаемой поверхности образца текущей обгарной формы.
В процессе проведения абляционного эксперимента рассматрива-
емого типа удается получить только информацию о зависимости по-
ложения критической точки образца, его обгарной форме и темпера-
туры стенки в окрестности ее критической точки от временной
координаты.
В работе [8] показано, что в экспериментах № 1, 3 и 5 наблюдаются:
диффузионный режим абляции углерода, поэтому для опреде-
ления кинетических констант окисления углерода на сублимацион-
ном режиме его абляции эти эксперименты не подходят;
удовлетворительное соответствие между скоростями абляции,
рассчитанными в приближении диффузионного горения углерода
и зафиксированными в экспериментах, что свидетельствует об обос-
нованности пренебрежения эрозией углерода в рассматриваемой се-
рии испытаний.
В экспериментах № 2, 4, 6 и 7 реализуется ярко выраженный суб-
лимационный режим абляции материала, что позволило использовать
результаты этих испытаний для определения кинетических констант
окисления углерода дифференциальным методом [8].
В то же время в рамках интегрального метода решения рассматри-
ваемой задачи могут быть использованы только результаты последних
пяти экспериментов, для которых известна информация об обгаре
образцов за все время их теплового нагружения.
На рис. 3 приведены зависимости температуры стенки в окрест-
ности критической точки образца, зафиксированные в экспериментах
№ 6–10, которые были использованы при решении поставленной за-
дачи численным методом.