При интенсивном нагреве все теплозащитные материалы претерпевают поверхностные или объемные физико-химические превращения. Характерным примером первых является сублимация или испарение, а вторых — деструкция (пиролиз), деполимеризация материалов, объединенные термином «термическое разложение». При воздействии теплового потока на теплозащитное покрытие может происходить переход вещества из твердой фазы непосредствено в газообразную. Если этот процесс идет на поверхности, к которой подводится конвективный тепловой поток, говорят о сублимирующем покрытии. В качестве сублимирующего покрытия при атмосферном давлении и соответствующих температурных условиях могут выступать сухой лед (твердая углекислота), нафталин, графит и другие материалы. Следует отметить, что в определенных условиях практически все вещества могут сублимировать, достаточно лишь, чтобы давление паров материала над поверхностью было меньше давления паров в так называемой тройной точке. Рассмотрим температуры и давления в тройной точке для перечисленных выше веществ. При превышении этого давления вещества перестают сублимировать, а это в свою очередь проявляется в возникновении на их поверхности жидкой пленки.
Структура формулы, в числителе которой стоит разность двух величин указывает на то, что скорость испарения есть разность двух потоков массы. В некоторых условиях вещество будет удаляться с поверхности, т. е. будет иметь место унос массы, а иногда, наоборот, будет происходить осаждение молекул на поверхности. Обратный испарению процесс называется конденсацией. Скорость обратного процесса пропорциональна числу молекул в единице объема, т. е. парциальному давлению молекул рассматриваемого вида над разрушающейся поверхностью. При испарении в замкнутую полость с течением времени обязательно наступает- состояние динамического равновесия, когда скорость конденсации равна скорости испарения. Соответствующее парциальное давление называется давлением насыщенного пара.
В задачах, связанных с тепловой защитой, процесс сублимации протекает неравновесно. Это обусловлено диффузионным и конвективным уносом продуктов сублимации или испарения во внешний поток. Для того чтобы рассчитать парциальное давление компоненты в облаке паров над поверхностью (на расстоянии длины свободного пробега), необходимо рассмотреть баланс массы этой компоненты в пограничном слое. Перенос массы происходит за счет конвекции и диффузии.
Обратите внимание: современные садоводы и владельцы загородных домов хотят, чтобы приусадебный участок выглядел не только безупречно, но и поражал своей изысканностью и индивидуальностью. В питомнике “Калина” есть всевозможные декоративные растения, которые прекрасно приживаются даже в российском климате, могут пережить холодную зиму и затяжные осенние дожди.
13 июля 2012
