Рис. 8. Эмпирические зависимости суммарного удельного уноса массы (
а
) и
удельного уноса массы газа из зоны деструкции (
б
) от времени нагрева:
m
Σ
= 1
,
6 + 2
,
3
t
,
ρ
xx
= 0
,
99
;
m
g
=
−
2
,
43 + 1
,
84
t
,
ρ
xx
= 0
,
99
ны) и
I
ef
= 15200
±
650
кДж/кг, что существенно больше эффективной
теплоты абляции материала СТЭФ (
≈
11000
кДж/кг [3]). Возможная
причина этого — переход к режиму разрушения, когда существенную
роль начинает играть энергоемкий процесс газификации углерода кок-
са либо путем сублимации, либо посредством гетерогенной реакции
углерода с двуокисью кремния:
C + SiO
2
→
SiO
↑
+CO
[5]. Рассмо-
трим этот вопрос более подробно.
Прямое экспериментальное определение важнейшего параметра
разрушения — температуры на фронте разрушения — невозможно, по-
этому дадим экспериментально-теоретическую оценку этой величины
в соответствии с методикой работы [3], используя подход к вычисле-
нию необходимых для анализа калорических характеристик, изложен-
ный там же.
Рассчитанное значение энтальпии образования фенолоформальде-
гидной смолы с формулой элементарного звена
C
15
H
14
O
3
Δ
H
0
f
≈
≈ −
1500
кДж/кг. Термодинамические расчеты показывают, что в диа-
пазоне температур
1000
. . .
3500
K основными газообразными продук-
тами пиролиза фенолоформальдегидной смолы являются CO,
C
2
H
2
,
H
2
, H, которые и учитывали при вычислении теплового эффекта
пиролиза смолы и теплоемкости пиролитических газов. Получено,
что в широком диапазоне изменения температуры на разрушаемой
поверхности
T
w
= 2000
. . .
3500
K величина приведенной теплоем-
кости пиролитических газов изменяется незначительно и составляет
c
p,g
= 3
,
38
±
0
,
1
кДж/кг
∙
K, что хорошо согласуется с данными рабо-
ты [6] (
c
p,g
= 3
,
1
кДж/кг
∙
K). Теоретически раcсчитанная зависимость
теплового эффекта пиролиза связующего описывается формулой
Δ
Q
f
= 1
,
2(
T
−
2000)
2
−
0
,
52(
t
−
2000) + 1820000
,
Дж/кг
,
что также хорошо согласуется с литературными данными [7].
22 ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение”. 2007. № 2
