Теплоперенос с поглощением в анизотропной тепловой защите высокотемпературных изделий

Исследованы нестационарный теплоперенос в анизотропной тепловой защите под действием распределенных вдоль тела нестационарных тепловых потоков, когда внутри тела имеются стоки тепловой энергии, пропорциональной температуре, за счет эндотермических физико-химических превращений. Тепловая защита выполнена из анизотропного материала (фенольно-формальдегидные стеклопластики, асбопластики, углерод-углеродные пластики и т. п.). Получено новое аналитическое решение задачи о нагреве пластины под действием распределенных вдоль тела нестационарных тепловых потоков. С использованием этого решения исследованы температурные поля при изменении компонентов и углов ориентации главных осей тензоров теплопроводности анизотропных теплозащитных материалов. Показано, что с увеличением времени температурное поле внутри пластины локализуется и не распространяется дальше предельной изотермы

Работа выполнена при финансовой поддержке Российского научного фонда (проект РНФ № 16-19-10340)

Литература

[1] Карташов Э.М. Аналитические методы в теории теплопроводности твердых тел. М., Высш. шк., 2001.

[2] Лыков А.В. Теория теплопроводности. М., Высш. шк., 1967.

[3] Карслоу Г., Егер Д. Теплопроводность твердых тел. M., Наука, 1964.

[4] Zarubin V.S., Kuvyrkin G.N., Savelyeva I.Y. Two-sided thermal resistance estimates for heat transfer through an anisotropic solid of complex shape. Int. J. Heat Mass Transf., 2018, vol. 116, pp. 833--839. DOI: https://doi.org/10.1016/j.ijheatmasstransfer.2017.09.054

[5] Аттетков А.В., Волков И.К. Температурное поле анизотропного полупространства, подвижная граница которого содержит пленочное покрытие. Известия РАН. Энергетика, 2015, № 3, с. 39--49.

[6] Формалев В.Ф., Колесник С.А. Аналитическое исследование теплопереноса в анизотропной полосе при задании тепловых потоков на границах. Инженерно-физический журнал, 2016, т. 89, № 4, с. 973--982.

[7] Формалев В.Ф., Колесник С.А. Об обратных коэффициентных задачах теплопроводности по восстановлению нелинейных компонентов тензора теплопроводности анизотропных тел. Инженерно-физический журнал, 2017, т. 90, № 6, с. 1371--1379.

[8] Формалев В.Ф., Колесник С.А., Селин И.А. Локально-неравновесный теплоперенос в анизотропном полупространстве под действием нестационарного точечного источника тепловой энергии. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Естественные науки, 2018, № 5, с. 99--111. DOI: 10.18698/1812-3368-2018-5-99-111

[9] Bulychev N.A., Kuznetsova E.L., Bodryshev V.V., et al. Nanotechnological aspects of temperature-dependent decomposition of polymer solutions. Int. J. Nanomech. Sci. Tech., 2018, vol. 9, no. 2, pp. 91--97.

[10] Формалев В.Ф., Колесник С.А. Сопряженный теплоперенос между пристенными газодинамическими течениями и анизотропными телами. ТВТ, 2007, т. 45, № 1, с. 85--93.

[11] Формалев В.Ф., Колесник С.А. Об обратных граничных задачах теплопроводности по восстановлению тепловых потоков к анизотропным телам с нелинейными характеристиками теплопереноса. ТВТ, 2017, т. 55, № 4, с. 564--569.

[12] Formalev V.F., Kolesnik S.A. Temperature-dependent anisotropic bodies thermal conductivity tensor components identification method. Int. J. Heat Mass Transf., 2018, vol. 123, pp. 994--998. DOI: https://doi.org/10.1016/j.ijheatmasstransfer.2018.03.014