Способ определения максимального теплового эффекта поверхностных процессов разрушающегося теплозащитного материала

(51 у ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ 232.МАКСИТА ПО РАЗР ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕПЬСТ(71) Институт проблем материаловеденияАН УССР(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯМАЛЪНОГО ТЕПЛОВОГО ЭФФЕКВЕРХНОСТНЪ 1 Х ПРОЦЕССОВ УШАЮЩЕГОСЯ ТЕПЛОЗАЩИТНОГО МАТЕРИАЛА(57) Изобретение относится к высокотемпературной теплофизике. Целью изобретения является упрощение и расширение области применения способа определения максимального теплового эффекта поверхностных процессов. Нагревают поверхность образца высокотемпературной струей газа при выбранных температуре и времени нагрева. В процессе нагрева измеряют яркостную температуру и линейные размеры образца до и после испытаний, рас;чцтывают температуру поверхности, находят энтальпию газа и определяют линейный унос массы. Рассчитывают скорость уноси массы, по которой судят о максимальном тепловом эффекте поверхностных процессов.(ос 7 ср)о 1 е - 1 х.ст Составитель Ю. Петренко1 сдакор 1., Копна Текред . Верес Корректор С. Чернизаказ 3775,45 Тираж 847 ПодписноеВИИИПИ Гос 1 дарственного комитета СССР по делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д. 4/51 роизводсгвсино-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Изобретение относится к высокотемпературной теплофизике.Целью изобретения является упрощение и расширение области применения способа определения максимального теплового эффекта поверхностных процессов,Осуществление способа определения максимального теплового эффекта. поверхностных процессов проводится путем испытания образцов теплозащитных материалов в высокотемпературных газовых потоках. При этом для исключения уноса материала в виде твердых частиц и уменьшения горения на поверхности желательно использовать до звуковые потоки с температурой газа порядка 5000 в 60 К.Пример определения максимального теплового эффекта поерхностных процессов материалов на основе кварцевого стекла.С целью исключения влияния пол упрозрачности на прогрев и разрушение кварцевого стекла для экспериментов используют легированную кварцевую стеклокерамику (например, добавка 0,5 - о" окиси хрома увеличивает степень черноты материала до 0,83 и исключает лучистую составляющую теплопереноса в условиях конвективного нагрева).В зависимости от диаметра высокотемпературной струи и распределения параметров по ее сечению выбирают соответствующий диаметр образцов исследуемого материала (10 1 О м) и длину 4010 з). Выбирают режим нагрева таким образом, чтобы энтальпия торможения в потоке газа была выше 8000 кДж/кг (12300 кДж/кг), на котором проводят испытания до 1 О образцов при времени нагрева от 2 до 30 с. В процессе экспериментов измеряют яркостную температуру поверхности с помощью фотоэлектрического пирометра (1=0,651 Ом).Измеряют линейный размер образца после испытаний. с помошью штангенциркуля (цена деления 0,05 10м) и определяют линейный унос как разность начального и конечного размера образца.По формуле Планка рассчитывают температуру поверхности, используя значения яркостной температуры и степени черноты. Г 1 о термодинамическим таблицам находят энтальпию газа при полученных температурах поверхности. Обрабатывают результаты определения линейного уноса по методу наименьших квадратов в виде зависимости8(т)=о т - ч,тгде Ь (т) - линейный унос, м;ч - , скорость линейного уноса, м/с;т - время нагрева, с;- отрезок, который отсекает прямая на оси абсцисс, с;Я (т) =0,18 10 зт - 0,26 10 , м, Находят безразмерную скорость уноса по формуле ЯКо. 1 е - 1,иб -я (с 4 (Се ) о 1 е - 1 х.ст15где р - плотность образцов керамики (дляданного примера она равна 2000 кг/м )1- энтальпия газа при температуре поверхности калориметра. 450 кДж/кг,- 2000 0,18 1012300 - 3600. - пю -- ляоп з-. ц7Максимальный тепловой эффект расчитывают по формуле1 е - 1 и,фц"щ 2 2 Р.+0,3125 Способ определения максимального тепло вого эффекта поверхностных процессов разрушающегося теплозащитного материала, заключающийся в нагреве и измерении температуры образца, отличающийся тем, что, с целью упрощения и расширения области применения способа, нагревают поверхность образца высокотемпературным газовым потоком, измеряют скорость уноса массы и находят максимальный тепловой эффект (ЛЯ,н)макс по формуле1 е - 1(дйи)иахс 2 (Ст +0 3) б - массовая скорость уноса;1, - энтальпия заторможенного потока;11, - энтальпия газа при температурах холодной и горячей поверхности;