Рис. 9. Температурные зависимости термодинамической теплоты двухзонной
абляции стеклопластика П5-2 при отсутствии (
1
) и допущении (
2
) конденсации
углерода из газовой фазы. Верхние кривые соответствуют времени
t
a
= 5
c,
нижние — 20 с
Сравнивая экспериментальное значение эффективной энтальпии
материала П5-2 (поз.
3
на рис. 9) с теоретическими зависимостями
термодинамической энтальпии абляции (см. рис. 9), получим оценку
температуры на фронте каверны
T
w
≤
2700
. . .
2800
K.
Воспользуемся методикой теоретической оценки температуры на
фронте каверны, изложенной в работах [3, 8], полагая температуру
трехпараметрической функцией времени нагрева. Для эксперимен-
тальных данных по параметрам разрушения получены следующие
значения:
T
w
= 2420 + 1400
e
−
2
,
3 ln
t
, ε
δ
= 14 %
(1)
при использовании модели газификации углерода кокса и
T
w
= 2620 + 2000
e
−
2
,
5 ln
t
, ε
δ
= 16 %
(2)
для модели механического уноса углерода кокса (
ε
δ
— среднеквадра-
тичная относительная погрешность — отношение среднеквадратичной
величины невязки теоретических и экспериментальных значений тол-
щины коксового слоя на интервале наблюдения к среднему значению).
Учитывая, что для второй схемы значение
T
w
близко к термодина-
мически допустимому пределу (это значит, что
I
ef
'
I
т
, т.е. эффект
блокировки внешнего потока излучения пренебрежимо мал), наиболее
вероятной следует считать модель разрушения с переходом углерода
кокса в газовую фазу. Так как при термодинамических расчетах соста-
ва продуктов разрушения конкретный механизм газификации углерода
не оговорен, этим процессом может быть как сублимация углерода, так
и эндотермическая реакция гетерогенного взаимодействия с диокси-
дом кремния с тепловым эффектом
Δ
H
0
r
≈
1200
кДж/моль.
Методика параметрической идентификации для оценки оптиче-
ских характеристик факела продуктов разрушения [3] позволила опре-
24 ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение”. 2007. № 2
