Рассмотрим методы определения теплофизических свойств, использующие суммарные результаты высокотемпературных экспериментов. Этот раздел посвящен методикам исследования теплофизических характеристик теплозащитных материалов при высоких температурах непосредственно в процессе их одностороннего нагрева и разрушения. Структура прореагировавшего слоя и теплообмен фильтрующихся продуктов разрушения могут существенно зависеть от темпа нагрева. Естественно, что в таких условиях требуется специальное обоснование возможности применения на практике теплофизических характеристик, измеренных в стационарных условиях на так называемых стабилизированных образцах, которые получаются в результате длительного отжига теплозащитных материалов при максимальной температуре эксперимента.
Теплофизические измерения на стабилизированных образцах ничем не отличаются от соответствующих экспериментов на неразлагающихся материалах и поэтому здесь не будут описываться. Следует отметить что результаты измерений на стабилизированных образцах, вероятно, могут быть использованы при расчетах тепловой защиты в том температурном интервале, где отсутствуют реакции термического разложения или гетерогенного взаимодействия, если только структуры материала и образцов подобны друг другу. Этот вопрос пока еще очень слабо изучен. Преимущество измерений теплофизических свойств непосредственно в процессе нестационарного разрушения в том, что при этом снимается проблема моделирования структуры материала или характера протекания внутренних процессов. Однако возникает целый ряд трудностей методического порядка к числу которых прежде всего относится дискретность получаемых температурных данных. Измеренное поле температур не позволяет получить непрерывный профиль температуры в теле, а соответственно рассчитать величину теплового потока в каждой внутренней точке.
Введение нескольких ступеней кусочно-постоянной аппроксимации позволяет с удовлетворительной точностью рассчитывать не только глубину прогрева, но и все температурное поле в материале. Это говорит о том, что само по себе температурное поле консервативно по отношению к таким изменениям коэффициента теплопроводности, которые не выходят за ширину одного уровня кусочно-постоянной аппроксимации (в частности, для высокотемпературных теплозащитных материалов эта ширина температурного диапазона соответствует 400—500 К). Именно эта возможность связать температурное поле внутри теплозащитного материала с одним или несколькими постоянными значениями коэффициента теплопроводности, которые к тому же не будут существенно зависеть от темпа нагрева, позволяет предложить два простых способа теплофизических измерений.
Дополнительная информация: энергоэкономия — одна из насущных проблем нашего времени, объясняющаяся не только стоимостью электричества и топлива, но и сохранением ценных ресурсов земли. Современные энергосберегающие светильники не только экономны, высокоэффективны и выгодны в эксплуатации, они имеют великолепный дизайн и придадут любому помещению неповторимую атмосферу.
26 августа 2012
