УДК 536.33:614.841
М ь о Т а н, К. П. Б а с л ы к,
В. А. Т о в с т о н о г, В. Н. Е л и с е е в
АЛГОРИТМ РАСЧЕТА РАДИАЦИОННО-
КОНДУКТИВНОГО ТЕПЛООБМЕНА
В УСТАНОВКАХ С ГАЗОРАЗРЯДНЫМИ
ИСТОЧНИКАМИ ИЗЛУЧЕНИЯ
Рассмотрена математическая модель и алгоритм расчета
радиационно-кондуктивного теплообмена в установках с газораз-
рядными источниками излучения. Показана возможность исполь-
зования предлагаемого алгоритма для решения ряда практических
задач тепловых испытаний функционально неразрушаемых мате-
риалов.
За последние десятилетия создано большое количество новых кон-
струкционных материалов. Особое место среди них занимают мате-
риалы для конструкций летательных аппаратов (ЛА) различного на-
значения, предназначенные для работы в условиях больших тепловых
нагрузок [1–7] без потери прочности и несущей способности.
Тепловые испытания таких функционально неразрушаемых мате-
риалов часто проводят на стендах радиационного нагрева с использо-
ванием трубчатых инфракрасных и газоразрядных источников излуче-
ния [8–13]. На таких стендах удается нагревать образцы материалов
достаточно больших размеров, что исключает влияние краевых эф-
фектов на свойства испытуемого материала.
Достижимая плотность потока падающего излучения на стендах с
галогенными (инфракрасными) лампами накаливания (ГЛН) ограниче-
на значениями 100. . . 120 Вт/см
2
[8]. Более высокий уровень плотности
потока излучения обеспечивается на стендах радиационного нагрева
с водоохлаждаемыми газоразрядными источниками излучения (ГИИ)
[14]. Указанные источники имеют меньшую инерционность по срав-
нению с ГЛН, а размер поверхности нагрева зависит лишь от распо-
лагаемой мощности стенда.
Практическое использование ГИИ в целях тепловых испытаний
связано с некоторыми особенностями, которые отличают их от ГЛН.
По ряду причин расположение ГИИ над поверхностью объекта испы-
таний отличается заметной дискретностью, расстояние между осями
трубчатых ГИИ обычно ограничено значениями 40. . . 50 мм, что при-
водит к неравномерному распределению потока падающего излучения
на нагреваемой поверхности, что отчасти сглаживается при наличии
отражающего экрана и уменьшается с увеличением расстояния от ис-
точников до поверхности, но в последнем случае уменьшается и плот-
ность потока падающего на нее излучения [15].
ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение”. 2007. № 4 33
