Можно сделать два важных вывода для случая квазистационарного разрушения:
1) тепловой поток, идущий внутрь композиционного теплозащитно го материала, зависит только от перепада температур между внешне нагреваемой поверхностью и начальным значением Г0, а также от среднеинтегрального значения эквивалентной теплоемкости, учитывающей как теплоемкость пористого каркаса (твердой фазы), так и теплоемкость заполняющих его газо-образных продуктов разложения. Последняя рассчитывается пропорционально массовым долям компонент этой газовой фазы.
2) тепловые эффекты внутренних физико-химических превращений входят в тепловой баланс наравне с тепловыми эффектами реакций на поверхности независимо от глубины залегания у соответствующих фронтов реакций.
Очевидно, что уравнение без существенных трудностей может быть обобщено на случай нескольких фронтов (или зон) физико-химических превращений внутри теплозащитного материала. Представляет интерес оценка влияния теплового эффекта и фильтрации газообразных продуктов разложения на интенсивность переноса тепла внутри теплозащитного покрытия. Предположим, что можно ввести некоторое эффективное значение коэффициента теплопроводности, которое позволяет получить в материале, не претерпевающем физико-химических превращений, та кое же температурное поле, как и в композиционном материале с фронтом разложения.
Если влияние теплового эффекта реакции ограничено некоторой окрестностью зоны физико-химических превращений, то поглощение тепла фильтрующимися газами оказывает тем большее влияние на перенос тепла внутри теплозащитного покрытия, чем больше перепад температур в прореагировавшей зоне. Теплоемкость газообразных продуктов разложения может почти вдвое превосходить теплоемкость твердого остатка, поэтому вклад фильтрации оказывается существенным. Учет теплового эффекта физико-химического превращения может оказаться существенным лишь при выполнении условий. В прикладных исследованиях иногда приходится оценивать толщины соответствующих слоев, расположенных между зонами физико-химических превращений. Представленные выше уравнения позволяют сделать такую оценку для толщины прореагировавшей зоны, лежащей между температурой разрушения (температурой внешней поверхности) и характерной температурой реакции.
11 июля 2012
