6 / 11
Моделирование теплопереноса в слое разлагающегося материала…
ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Машиностроение. 2016. № 6
27
Окончание табл. 2
Номер
варианта
Максимальная температура, K
Относительное отклонение температуры
от базового варианта
Точка
1
Точка
2
Точка
3
Точка
1
Точка
2
Точка
3
6
1743
422
364
0
5,0 %
3,1 %
7
1744
381
340
0,1 %
–5,2 %
–3,7 %
8
1745
341
317
0,1 %
–15,2 %
–10,2%
9
1741
429
371
–0,1 %
6,7%
5,1 %
На рис. 3 приведено изменение температуры и плотности разлагающегося
материала в точках элемента ТЗП, расположенных на глубинах 0, 3, 6, 12 и 24 мм
(граница разлагающегося и теплоизоляционного материалов), 34 мм (силовая
конструкция) от поверхности. Видно, что процесс пиролиза начинается при
температурах 500…550 K. Максимальные температуры в точках
2
и
3
равны со-
ответственно 402 и 353 K.
Рис. 3.
Изменение температуры материала на глубине 0, 3, 6, 12, 24, 34 мм (кривые
1
–
6
)
и плотности материала на глубине 0, 3, 6, 12 мм (кривые
7
–
10
) от поверхности ТЗП
(базовый вариант расчета)
Обсуждение результатов.
Выявлено, что из рассматриваемых параметров на
температуру фронтальной поверхности в наибольшей степени влияет степень чер-
ноты (рис. 4). Далее на рисунках показаны отличия температурных полей в элемен-
те ТЗП от базового варианта (№ 1, см. табл. 1). Снижение на 11 и 22 % степени чер-
ноты поверхности ведет к увеличению максимальной температуры в точке
1
на 3 и
6,4 %, в точке
2
на 1,2 и 2,7 %, в точке
3
на 1,1 и 2,3 % соответственно.
Теплопроводность материала в области высоких температур мало влияет на
температуру фронтальной поверхности (рис. 5,
а
). Видно, что уменьшение на 50 %
теплопроводности материала ведет к увеличению на 1,2 % температуры фронталь-
ной поверхности и уменьшению на 2,5 и 1,7 % температуры в точках
2
и
3
. С другой
стороны, увеличение на 50 % теплопроводности ведет к уменьшению на 1,3 % тем-
пературы в точке
1
при увеличении на 3 и 2,3 % температуры в точках
2
и
3
.