При расчетах термодинамических параметров термического разру-
шения стеклопластика П5-2 он моделировался композицией, содержа-
щей 37% фенолоформальдегидной смолы (
C
15
H
14
O
3
), и 63% кремне-
земного наполнителя (
SiO
2
). Полагается, что компоненты материала,
не связанные с углеродом кокса, переходят в газовую фазу в соот-
ношениях, соответствующих равновесному составу при температуре
разрушения (обоснование использования модели равновесного соста-
ва при термическом разрушении дано в работе [3]). Относительно
углерода кокса принимается два альтернативных варианта: 1) углерод
кокса полностью газифицируется и 2) уносится механически. Рассчи-
танная величина термодинамической энтальпии абляции стеклопла-
стика П5-2 для этих двух вариантов (вычисленное значение энтальпии
образования стеклопластика П5-2
Δ
H
0
f
=
−
9800
кДж/кг) описывается
зависимостями
I
т
= 3
,
2(
T
−
2000)
2
+ 380(
T
−
2000) + 11400000
,
Дж/кг
,
— в случае газификации углерода кокса и
I
т
= 2
,
8(
T
−
2000)
2
+ 280(
T
−
2000) + 7200000
,
Дж/кг
,
— в случае механического уноса углерода кокса.
При использовании экспериментальных данных по массовым рас-
ходам вещества из каверны и из зоны деструкции, получены вре-
менные зависимости весовых долей компонентов, определяющих эле-
ментный состав продуктов разрушения, которые применены при рас-
четах равновесного состава, термодинамических свойств продуктов
разрушения в каверне и термодинамической энтальпии “двухзонной”
абляции (т.е. с учетом уноса массы из каверны и из зоны деструк-
ции, [3]) для двух альтернативных вариантов поведения углерода кокса
(рис. 9). При расчетах допускалась конденсация основного компонен-
та наполнителя — SiO
2
и элементов, входящих в состав продуктов
разрушения, но исключена конденсация компонентов, образующихся
в результате химических реакций, таких как карбид кремния (SiC).
Получено, что, как и в случае материала СТЭФ, углерод кокса играет
незначительную роль в термодинамике процесса разрушения, а опре-
деляющая роль принадлежит продуктам деструкции связующего, т.е.
тепловым процессам, связанным с формированием зоны деструкции
связующего. При сравнении с аналогичными зависимостями для сте-
клотекстолита СТЭФ (рис. 8 из работы [3]) обращают на себя вни-
мание два факта — б´ольшая величина термодинамической теплоты
абляции и меньшее влияние конденсации углерода на эту величину.
Последнее является следствием того, что материал П5-2 по сравне-
нию с СТЭФ содержит б´ольшую долю такого легкодиссоциирующего
компонента, как SiO
2
, что в свою очередь способствует связыванию
большего количества свободного углерода.
ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение”. 2007. № 2 23
