Модель стационарного поверхностного разрушения композиционного покрытия с учетом коэффициента отражения излучения
Проведение исследования модели теплового разрушения композиционного теплозащитного покрытия на стационарном участке разрушения. Главная особенность использования подвижной системы координат. Основная характеристика определения коэффициента отражения.
| Рубрика | Физика и энергетика |
| Вид | статья |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 02.05.2019 |
| Размер файла | 103,9 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Модель стационарного поверхностного разрушения композиционного покрытия с учетом коэффициента отражения излучения
В.А. Дуреев
Постановка проблемы.
Результаты расчетов теплового состояния разрушаемых композиционных теплозащитных покрытий (КТЗП) зависят от свойства поверхности покрытия отражать действующее радиационное излучение (РИ). Наряду с показателем поглощения [1], отражение РИ может в значительной степени изменить тепловой баланс КТЗП, снижая на 50 ч 70 % долю тепловых потоков от РИ, которые непосредственно поступают в глубь материала [2]. тепловой композиционный покрытие разрушение
Таким образом, существует проблема выбора коэффициента отражения тепловых потоков поверхностью покрытия в модели теплового баланса стационарного разрушения КТЗП.
Анализ последних исследований и публикаций. Наиболее важным параметром поглощения РИ в КТЗП является коэф-фициент R отражения РИ от поверхности [3]. Его значение определяет долю РИ, которое поглощается и используется для определения теплового баланса в КТЗП. Для определения R в [2] принята зависимость R от длины волны РИ и состояния поверхности покрытия. В [4] R является функцией атомного номера Z элемента, а также зависит от температуры поверхности:
; ,
где: m - масса атома, кг; С = 10,610-26 кг, для Z = 6, 7; С = 15,510-26 кг, для Z = 74 ч 92.
где: А0 - начальная поглощательная способность покрытия; АТ - поглощательная способность при температуре поверхности Т.
Постановка задачи и ее решение. Рассмотрим определение теплового баланса внутри КТЗП при поверхностном поглощении РИ с учетом коэф-фициента отражения R. Для учета уноса поверхности КТЗП в стационарном режиме разрушения используем подвижную систему координат:
, ,
где: - координата в подвижной системе координат, м; - длительность воздействия РИ, с. При ф ? 0, значение о = 0 соответствует поверхности разрушения; z - координата, м; VS - линейная скорость уноса поверхности КТЗП, м/с;
Используем модель теплового разрушения КТЗП на стационарном участке разрушения [1], записанную в подвижной системе координат (3):
где: - эффективный коэффициент теплопроводности, Вт/мК; Т - текущая температура, К; (с)? - суммарная плотность, кг/м3 и теплоемкость, Дж/кгК газообразной и твёрдой фаз КТЗП; сg -теплоемкость газообразной фазы, Дж/кгК; Gg - расход газообразных продуктов разрушения, кг/м2с; Q* - объемный сток тепла, обусловленный тепловым эффектом физико-химических превращений, Вт/м3.
Граничные условия запишем в виде:
где: А = 1-R - поглощательная способность поверхности; І0 - плотность ТП, Вт/м2; кЭ - коэффициент поглощения ТП в парах; Г - параметр газификации; Н - скрытая теплота разрушения ТЗП, Дж/кг; - степень черноты; - постоянная Стефана-Больцмана, Вт/м2К4; qВД - тепловой эффект вдува образовавшихся газов, Вт/м2; Т0 - начальная температура ТЗП, К.
Решение задачи (4, 5) с учетом (2), имеет вид:
где: ; ;
; .
На рис. 1 представлено решение задачи (4, 5) с учетом (2): КТЗП - рефразил [5]: І0 = 108, Вт/м2; Т0 = 273, К; А0 =0,4; АТ1 = 0,97; АТ2 = 0,99; АТ3 = 1.
Анализ графиков на рис. 1 показывает, что увеличение отражающей способности покрытия уменьшает скорость волны уноса, увеличивая прогрев КТЗП. Так коэффициенту отражения R = 0,13ч 0,01 соответствует скорость волны уноса: VS = (0,88 ч 1,1)10-3 м/с.
Таким образом, учет отражения РИ поверхностью КТЗП в стационарном режиме разрушения, позволяет более строго определить тепловое состояние покрытия.
Выводы
Предложена модель стационарного поверхностного разрушения композиционного покрытия с учетом отражающей способности поверхности. Показано определение коэффициента отражения. Проведена оценка влияния коэффициента отражения на тепловое состояние КТЗП.
Литература
1. Дуреев В.А. Модель стационарного разрушения композиционного покрытия с учетом поглощательной способности радиационного излучения / Проблемы пожарной безопасности: Сб. научн. тр. Вып. 35. - Х.: НУГЗУ, 2014. - С. 78-81.1.
2. Делоне Н. Б. Взаимодействие лазерного излучения с веществом. М.: Наука, 1989. 280 с.
3. Григорьянц А. Г. Лазерная обработка неметаллических материалов / А.Г. Григорьянц, А. А. Соколов. -М.: Высш.шк., 1988. 190с.
4. Рыкалин Н. Н. Основы электронно-лучевой обработки материалов / Н.Н. Рыкалин, И.В. Зуев, А.А. Углов. - М.: Машиностроение, 1978. - 239 с.
5. Полежаев Ю. В. Тепловая защита / Ю.В. Полежаев, Ф.Б. Юревич. Под ред. А. В. Лыкова. - М. : Энергия, 1976. - 392 с.
Аннотация
Рассмотрена модель стационарного поверхностного разрушения композиционного теплозащитного покрытия с учетом отражающей способности поверхности материала покрытия.
Ключевые слова: стационарное поверхностное разрушение композиционного теплозащитного покрытия, коэффициент отражения, радиационное излучение.
Розглянуто вплив відбивної здатності покриття на модель теплового балансу стаціонарного поверхневого руйнування композиционного теплозахисного покриття.
Ключові слова: композиційне теплозахисне покриття, коефіцієнт відбиття, стаціонарне поверхневе руйнування композиційного теплозахисного покриття
Examined the influence of the reflectivity of the coating on the model of the heat balance of a stationary surface fracture of composite thermal barrier coatings.
Keywords: composite thermal insulation coating, the reflection coefficient, stationary surface fracture of composite thermal barrier coatings.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Принцип получения отражения с помощью зеркала. Формула расчёта коэффициента отражения многослойного покрытия зеркала. Способ рефлексометрических измерений, его сущность и недостатки. Применение метода кругового сличения, использование рефлектометра.
презентация [483,0 K], добавлен 28.12.2015Изучение масс-зарядовых спектров многозарядных ионов и морфологии разрушения оптических материалов, при многократном облучении их лучом лазера. Рассмотрение и оценка влияния эффекта “накопления” на морфологию разрушения и на ионизационный состав плазмы.
статья [12,8 K], добавлен 22.06.2015Изучение явления поверхностного натяжения и методика его определения. Особенности определения коэффициента поверхностного натяжения с помощью торсионных весов. Расчет коэффициента поверхностного натяжения воды и влияние примесей на его показатель.
презентация [1,5 M], добавлен 01.04.2016Статистически неопределимые системы, работающие на растяжение и сжатие. Статистически неопределимые задачи на кручение и изгиб. Метод сил, использование свойств симметрии при раскрытии статистической неопределимости. Физика усталости разрушения.
контрольная работа [241,0 K], добавлен 11.10.2013Энергетическая теория прочности Гриффитса. Растяжение и сжатие как одноосные воздействия нагрузки. Деформированное состояние в стержне. Зависимость компонентов тензора напряжения от ориентации осей. Теория Ирвина и Орована для квазехрупкого разрушения.
курс лекций [949,8 K], добавлен 12.12.2011Расчет напряженно-деформированного состояния ортотропного покрытия на упругом основании. Распределение напряжений и перемещений в ортотропной полосе на жестком основании. Приближенный расчет напряженного состояния покрытия из композиционного материала.
курсовая работа [3,3 M], добавлен 13.12.2016Оптические свойства полупроводников. Механизмы поглощения света и его виды. Методы определения коэффициента поглощения. Пример расчета спектральной зависимости коэффициента поглощения селективно поглощающего покрытия в видимой и ИК части спектра.
реферат [1,2 M], добавлен 01.12.2010Угловые распределения интенсивностей квантов сформированного пучка в отсутствие рефлектора и с рефлектором, их анализ и оценка. Пики зеркального отражения в энергетических интервалах, перекрывающихся с граничными энергиями зеркального отражения.
статья [353,7 K], добавлен 22.06.2015Характеристика приближенных методов определения коэффициента трения скольжения, особенности его расчета для различных материалов. Значение и расчет силы трения по закону Кулона. Устройство и принцип действия установки для определения коэффициента трения.
лабораторная работа [18,0 K], добавлен 12.01.2010- Вариант определения напряженно-деформированного состояния упругого тела конечных размеров с трещиной
Изучение процесса разрушения твердых тел при распространении трещины. Возникновение метода конечных элементов. Введение локальной и глобальной нумерации узлов. Рассмотрение модели трещины в виде физического разреза и материального слоя на его продолжении.
курсовая работа [2,7 M], добавлен 26.12.2014 Характеристика цеха обработки корпусных деталей. Расчёт освещения и токовой нагрузки на силовые кабели. Электрическая мощность с учетом коэффициента спроса и коэффициента использования. Проверочный расчет заземляющего устройства. Выбор аппаратов защиты.
курсовая работа [269,8 K], добавлен 15.02.2013Выбор источника света, коэффициента запаса и добавочной освещенности. Расчет светильников и помещения методом коэффициента использования светового потока. Компоновка и прокладка осветительной сети, подбор автоматических выключателей и проведение монтажа.
курсовая работа [50,7 K], добавлен 07.08.2011Порядок определения термического коэффициента полезного действия циклов, исследуемой установки брутто. Вычисление удельного расхода тепла, коэффициента практического использования. Относительное увеличение КПД от применения промперегрева и регенерации.
контрольная работа [1021,7 K], добавлен 12.09.2010Строение и свойства ионосферы, модели; представления о природе шумового фона и образовании ионосферного альфвеновского резонатора. Расчет коэффициента отражения волн, представление данных в виде спектрограмм. Результаты наблюдений резонансных структур.
дипломная работа [9,0 M], добавлен 30.04.2011Ознакомление с методами измерения показателя преломления с помощью микроскопа. Вычисление погрешности измерений для пластинок из обычного стекла и оргстекла. Угол отражения луча. Эффективность определения коэффициента преломления для твердого тела.
лабораторная работа [134,3 K], добавлен 28.03.2014Экспериментальное исследование влияния механической нагрузки и акустической эмиссии на скорость коррозионно-механического разрушения стальной проволоки в водном растворе серной кислоты. Строение установки для исследования процессов растворения метала.
статья [150,9 K], добавлен 14.02.2010Создание физической модели деформации материала. Система кластеров структурированных частиц. Описание механики процесса пластической деформации металла при обработке давлением и разрушения материала при гидрорезке на основе кавитации, резонансных явлений.
статья [794,6 K], добавлен 07.02.2014Характеристика процессов структурообразования новой фазы и разрушения связи между частицами, элементами однородных и разнородных систем, как одной из важных проблем физики твердого тела и физико-химической механики. Электроактивационные нанотехнологии.
научная работа [1,7 M], добавлен 17.03.2011Величина коэффициента и единица измерения теплопроводности. Расчет теплоотдачи у наружной поверхности ограждения. Сущность теплового излучения. Удельная теплоёмкость материала, её зависимость от влажности. Связь теплопроводности и плотности материала.
контрольная работа [35,3 K], добавлен 22.01.2012Определение конвективного удельного теплового потока. Нахождение значения коэффициента теплоотдачи от газа к стенке. Определение и расчет степени черноты продуктов сгорания, подогрева охладителя и средней температуры охладителя на каждом участке.
курсовая работа [381,4 K], добавлен 05.12.2010
