=
p
κ
2
λ
+ 2
κ
λ
σ
λ
β
λ
— эффективный показатель ослабления среды со
сферической индикатрисой рассеяния (
β
= 0
,
5
в двухпотоковом при-
ближении [6]).
Граничные условия на фронтальной поверхности для непрозрач-
ного теплоизолирующего покрытия определяются конвективным и
радиационным тепловыми воздействиями. Коротковолновая и длин-
новолновая компоненты лучистого теплового потока поглощаются на
облучаемой поверхности с соответствующими спектральными и ин-
тегральным коэффициентами поверхностного отражения
R
opλ
0
,
2
и
R
op
Σ
= 1
−
ε
op
Σ
и эффективным коэффициентом излучательной способ-
ности для газовой атмосферы и нагреваемой стенки камеры сгорания:
−
K
T
∂T
op
(0
, t
)
∂x
=
α
T
(
t
) (
T
A
(
t
)
−
T
op
(0
, t
)) +
+
ε
ef
(
t
)
c
0
T
A
(
t
)
4
−
T
op
(0
, t
)
4
+
X
λ
q
0
λ
(
t
)(1
−
R
opλ
)
.
Граничные условия на фронтальной грани полупрозрачного ПТИП
определяются влиянием конвективных и только ДВ поверхностно по-
глощающихся потоков излучения. Однако на фронтальной грани окси-
дированной керамико-металлической подложки
x
=
Н
формируется
поток теплоты, обусловленный излучением, значение которого опре-
деляется коэффициентом отражения
R
s,λ
в КВ диапазоне, проникаю-
щего через полупрозрачное покрытие с коэффициентами пропускания
τ
se
(
x
)
и отражения
r
se
(
x
)
. Тогда граничное условие на тыльной по-
верхности полупрозрачного слоя с непрозрачной подложкой с учетом
многократного отражения имеет вид
K
T,se
∂T
se
(
x
=
H
)
∂x
=
P
λ
q
0
(
t
)(1
−
R
s,λ
)
τ
se
1
−
X
λ
R
s,λ
r
se
−
q
cool
(
t
)
,
где
q
cool
(
t
)
— охлаждающий конвективный тепловой поток с коэффи-
циентом теплоотдачи, принятым равным 200 Вт/(м
2
∙
K).
Используя разработанные оптические модели полупрозрачных и
непрозрачных покрытий, вычисляли радиационные и температур-
ные поля в керамических покрытиях на основе измерений оптиче-
ских характеристик стабилизированного диоксида циркония фирмы
SIGMUND LIDNER GmbH, ФРГ [6, 19] (см. табл. 1 и 2). Сложный
теплообмен в камерах сгорания быстроходных дизелей вызывает по-
верхностный нагрев фронтальной грани до
(
T
op
)
max
= 330
. . .
340
K
для непрозрачных покрытий в течение одного периода горячей и хо-
лодной фаз в начальный момент радиационно-конвективной нагрузки.
Имеются два пика, обусловленные кратким (2 мс) временем воздей-
ствия КВ излучения, турбулентной теплоотдачи и ДВ излучения и
22 ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение”. 2012. № 4
