Стр. 2 - Ю.Б. Дылько, П.В. Просунцов - Применение моделей комбинированного теплообмена для проектирования теплозащитных покрытий многоразовых космических аппаратов

ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение”. 2012 51
использования коммерческих пакетов программ для конечно-эле-
ментных расчетов.
Однако эффективная теплопроводность существенно зависит от
условий теплового нагружения элементов ТЗП, оптических свойств
границ частично прозрачных слоев и их толщины. Это приводит к
необходимости определения эффективной теплопроводности частич-
но прозрачных материалов в условиях, максимально приближенных к
реальным эксплуатационным, и потому усложняет и удорожает экс-
периментальные исследования.
Альтернативным является подход, основанный на использовании
модели радиационно-кондуктивного теплообмена (РКТ). В этом слу-
чае в математическую модель включают уравнение переноса излуче-
ния, что позволяет детально исследовать процесс переноса энергии в
частично прозрачном материале и существенно повысить точность
расчета поля температур. Основную сложность в этом случае пред-
ставляет решение интегродифференциального уравнения переноса
излучения, для чего применяют приближенные методы (дискретных
ординат, моментов, сферических гармоник и др.). К настоящему вре-
мени созданы эффективные методы и программы решения задач РКТ
для анализа процессов теплообмена в элементах ТЗП [4].
При создании систем тепловой защиты МКА традиционно при-
меняют модели эффективной теплопроводности. Данная работа по-
священа сравнению моделей РКТ и эффективной теплопроводности
для целей теплового проектирования элементов ТЗП.
Постановка задачи. Рассмотрим нестационарный одномерный
процесс теплообмена в элементе ТЗП из N слоев толщиной di,
Рис. 1. Геометрическая модель многослойного ТЗП:
1 — непрозрачные слои; 2 — частично прозрачные слои