Способ определения теплофизических характеристик теплозащитного покрытия на материале

Способ определения теплофизических характеристик теплозащитного покрытия на материале

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к теплофизическим исследованиям и позволяет учесть влияние физико-химических превращений и условий работы на коэффициент теплопроводности в получаемом по данной технологии теплозащитном покрытии заданной толщины на конкретном материале. Коэффициент теплопроводности теплозащитного покрытия Атзп рассчитывается по замеренным в натурных условиях работы действительному коэффициенту теплоотдачи а на стенке тракта без теплозащитного покрытия и эффективному коэффициенту теплоотдачи аэф на стенке тракта с теплозащитным покрытием толщиной бгзп по формуле Ятзп 5тзп/1/Оэф - 1/«. 1 ИЛ.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 G 01 N 25/18

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) эg> г„ ggЯ у

Ь. ЯДЦ (-. чц, ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ (21) 4909473/25 (22) 11,02.91 (46) 23.03.93, Бюл, N 11 (71) Уфимский авиационный институт им.

Серго Орджоникидзе (72) В.А,Трушин и В.Н.Федоров (73) В.А,Трушин и В.Н,Федоров (56) Осипова В.А. Экспериментальное исследование процессов теплообмена.— М.:

Энергия, 1969, с,52, рис, 2-11, Авторское свидетельство СССР

N 972358, кл, G 01 N 25/18, 1980, (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ТЕПЛОЗАЩИТНОГО ПОКРЫТИЯ НА МАТЕРИАЛЕ

Изобретение относится к определению коэффициентов теплопроводности теплозащитных покрытый на стенках тракта высокотемпературного потока и может быть использовано для определения осредненных коэффициентов теплопроводности многослойных теплозащитных покрытий на лопатках турбин газотурбинных двигателей, на стенках жаровых труб камер сгорания и в реактивных соплах.

Цель изобретения — учет влияния физико-химических превращений и условий работы на коэффициент теплопроводности

ll73ä на стенке тракта высокотемпературного потока.

Поставленная цель достигается тем, что в способе 4sn рассчитывается по замерам в натурных условиях работы действительного коэффициента теплоотдачи а на стенке тракта без теплозащитного покрытия и эффективного коэффициента теплоотдачи аэф на стенке тракта с теплозащитным покрытием толщиной д»п по формуле

» . Ы 1804617 А3 (57) Изобретение относится к теплофизическим исследованиям и позволяет учесть влияние физико-химических превращений и условий работы на коэффициент теплопроводности в получаемом по данной технологии теплозащитном покрытии заданной толщины на конкретном материале. Коэффициент теплопроводности теплозащитного покрытия i4a> рассчитывается по замеренным в натурных условиях работы действительному коэффициенту теплоотдачи а на стенке тракта без теплозащитного покрытия и эффективному коэффициенту теплоотдачи аэф на стенке тракта с теплозащитным покрытием толщиной д» по формуле А -3д д»л/1 /аэф — 1 /а, 1 ил, л 7й -ТРЬ гл,ф— (1) С где а- коэффициент теплоотдачи, замеренный на стенке из натурного материала без теплозащитного покрытия, учитывающий тепловое сопротивление только пограничного слоя; а,ф — коэффициент теплоотдачи, замеренный на той же стенке с теплозащитным покрытием толщиной д»л, учитывающий как тепловое сопротивление пограничного слоя, ак и тепловое сопротивление теплозащитного покрытия, На чертеже изображена металлическая стенка 1 с нанесенным на нее теплозащитным покрытием 2, Со стороны теплозащитного покрытия горячий поток имеет температуру t<. теплозащитное покрытие на наружной поверхности (на контакте с горячим потоком) имеет температуру ттзп.р, а на внутренней поверхности (на контакте с металлом) — t»<,BH, которая равна температуре металла на его поверхности, так как

1804617 (5) азф —, (9)

1 < + тзп тзп . откуда усматривается, что при дтзп = 0 коэффициент йзф = Q

Из формулы (9) вытекает. что (10) тзп

Спадоааталзно. формула П) попучаатоа из выражения (10): тЗза лтзп дтз. тзп

1 — — - и а,ф а

При применении предлагаемого способа коэффициенты а и азф могут замерятьобеспечивается технологически качественный контакт во избежание отслаивания в работе.

Тепловой поток на единицу поверхности с теплозащитным покрытием через а выразится как ц = сд (тг — ттзп.нар), (2) а через Отзп и Лтзп — в виде

Ц = д — — (1тзп.нар тзп.вн)

Лтзп (3)

Ж»п или через эффективный коэффициенттеплоотдачи йзф в виде ц = Ьф(тг-т-...), (4) где йзф отнесен к разности температур газа и поверхности металла (температура металла равна температуре h».вн с учетом структуры и возможной пористости непосредственно внутренней поверхности).

Выразим в явном виде разности температуру из формул (2) и (3): ц

Tl атзп.нар =

Азп атзп.нар — атзп.вн = Ц -г —. тзп (6)

Сложение левых и правых частей выражений (5) и (6) дает

q (1/та + дтзп/Лтзп) = аг атзп.вн г7) откуда а1 (tr — ттзп.вн). (8)

< + тзп тзп

Из сопоставления выражений (8) и (4) получают ся одновременно двумя близко расположенными датчиками теплового потока (альфамерами), Если же два датчика расположить рядом невозможно, то поочередно один и тот же датчик применяется без покрытия — для определения а, а затем с теплозащитным натурным покрытием — для определения азф на том же режиме работы, Таким образом, измерения коэффици"0 ентов теплоотдачи а и азф в натурных условиях работы на стенке без покрытия и с покрытием, получаемым по дан ной технологии и с заданной толщиной на конкретном материале, позволяют рассчитать коэффи15 циент теплопроводности теплозащитного покрытия с учетом влияния на Лтзп физикохимических превращений в процессе получения покрытия, т,е. получить новое свойство, не известное ранее, В известных

20 способах определения коэффициентов теплопроводности теплозащитных покрытий не учитываются условия работы, технология получения, физико-химические и ревращения при нанесении на конкретный материап.

Формула изобретения

Способ определения теплофизических характеристик теплозащитного покрытия на материале, заключающийся в нагреве материала с покрытием и без покрытия, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью учета влияния физико-химических превращений и условий работы на коэффициент теплопроводности теплозащитного покрытия на стенке тракта высокотемпературного потока, измеряют действительный коэффициент теплоотдачи а на стенке тракта без теплозащитного покрытия и эффективный коэффициент теплоотдачи азфф на стенке тракта

40 с теплозащитным покрытием толщиной Азп в натурных условиях его работы и определяютт тепло п роводность теплозащитного покрытия на стенке тракта Лтзп по формуле

Азп

""- -т — зт

1804617

45

Составитель Н, Грищенко

Техред М,Моргентал Корректор R. Филь

Редактор Г. Бельская

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101

Заказ 1078 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5