Сабж. Перепост с дополнениями с НК.
Вводная, насколько я её разумею:
Теплоизоляционные аблирующие материалы защищают закрытый материал посредством низкой теплопроводности. Сам материал при этом поглощает тепловую энергию ПС, которая тратится на нагрев материала до температуры разложения и, собственно, эндотермическое разложение.
Если я нигде не накосячил в выводе, формула расчета линейной (вглубь материала) скорости разрушения считается примерно так для случая когда тепловая энергия идет только на нагрев до температуры разложения:
u=q/(Cp*dT*ro)
где u - скорость разрушения м/с
q - тепловой поток Вт/м2
Cp - теплоемкость материала Дж/(кг*К)
dT - разность температур - от начальной до температуры разрушения К
ro - плотность материала кг/м3
И так, если теплота идет так же на разложение материала:
u=q/(Cp*dT*ro+r*ro)
где r - теплота разложения материала Дж/кг
Есть мнение (и не только мое), что теплота разложения в разы, если не на порядки, больше теплоты нагрева материала до температуры разложения, а значит именно она в первую очередь определяет скорость разрушения теплозащитного покрытия.
Вопрос прост и банален: как измерить теплоту разложения?
Был предложен следующий вариант:
- изготавливается образец материала в который заделан нагревательный элемент и оставлено место для выхода газа
- устанавливается напряжение и, отслеживая силу тока, осуществляется нагрев образца в течение некоторого времени. По электрической мощности и времени работы определяется количество затраченной энергии, а взвешиванием образца до и после определяется унос массы.
- т.к. нагреватель практически находится внутри образца - горения с атмосферным воздухом не будет, утечки тепла через выходы проводников тоже можно снизить или пренебречь.
Похоже на правду?
Точность данного метода, разумеется, тем выше, чем больше отношение теплоты разложения к теплоте, необходимой для нагрева материала до температуры разложения. Или, в общем случае, прямо пропорциональна отношению теплоты испарения к произведению Cp*(Tразл-То). Ну или к интегралу, если Ср с температурой ощутимо меняется.