ОСНОВЫ ТЕПЛООБМЕНА
В ракетно-космической технике накоплен большой опыт в создании теплозащитных материалов. Верхним пределом применяемости самых жаропрочных материалов без тепловой защиты можно считать тепловые потоки ~ 2,5-105 Вт/м2, которые приводят к равновесным температурам поверхности, превышающим 1 500 К.
При движении какого-либо тела со скоростью, в 6 раз превышающей скорость звука, в самом газовом потоке и на поверхности тела происходит ряд физико-химических превращений. В тонком пристеночном слое выделяется энергия трения и происходит конвективный перенос тепла от газа к телу. Взаимодействие нагретого газа с теплозащитным покрытием обусловлено протеканием многочисленных и взаимосвязанных процессов.
Известно шесть процессов, используемых для отвода или поглощения тепла: теплопроводность, конвекция, массобмен, излучение, электромагнитные поля и физико-химические превращения. На практике обычно применяется их комбинация.
НАКОПЛЕНИЕ ТЕПЛА. Системы с накоплением тепла являются низкотемпературными и используются (работают) при температурах ниже точки плавления поглощающего материала.
Здесь действует закон Фурье:
где λ – коэффициент теплопроводности; Т – температура; z – нормаль к изотерме (расстояние от рабочей поверхности).
Максимальное количество тепла, которое может поглотить система:
где с – удельная теплоемкость материала; m – масса вещества; Тпл – температура плавления; Т0 – начальная температура.
При охлаждении поверхности
где S – площадь теплоотдающей поверхности; m – масса расходуемого охладителя; Tw – температура поверхности.
Таблица 1
Дата добавления: 2015-07-10; просмотров: 1137;