Исследование теплофизических свойств перспективных теплоизоляционных материалов для космической техники
- Authors: Алифанов О.1, Будник С.1, Ненарокомов А.1, Салосина М.1
-
Affiliations:
- Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет)
- Issue: Vol 61, No 4 (2023)
- Pages: 559-566
- Section: Articles
- URL: https://journals.rcsi.science/0040-3644/article/view/232751
- DOI: https://doi.org/10.31857/S0040364423040014
- ID: 232751
Cite item
Abstract
Данная работа посвящена исследованию теплофизических свойств перспективных высокопористых ячеистых материалов методами обратных задач теплообмена. Представлены результаты тепловых испытаний образцов данных материалов с разной структурой, определяемой диаметром ячеек. Получены теплофизические характеристики образцов, которые могут быть использованы для построения и верификации математических моделей теплообмена в высокопористых ячеистых материалах.
About the authors
О. Алифанов
Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет)
Email: salosina.m@yandex.ru
Россия, Москва
С. Будник
Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет)
Email: salosina.m@yandex.ru
Россия, Москва
А. Ненарокомов
Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет)
Email: salosina.m@yandex.ru
Россия, Москва
М. Салосина
Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет)
Author for correspondence.
Email: salosina.m@yandex.ru
Россия, Москва
References
- Алексеев С.В., Аксенова И.В., Иванова Е.К., Харитонова Е.В., Лохов А.А. К вопросу создания конструкции защитного теплового экрана космического аппарата “Интергелио-Зонд” // Вестник НПО им. С.А. Лавочкина. 2017. Т. 35. № 1. С. 64.
- Формалев В.Ф., Колесник С.А., Кузнецова Е.Л. Тепломассоперенос на боковых поверхностях затупленных носовых частей гиперзвуковых летательных аппаратов // ТВТ. 2021.Т. 59. № 5. С. 797.
- Горский В.В. Расчетно-теоретическая модель уноса массы углеродных теплозащитных материалов в окислительных газовых потоках // ТВТ. 2020. Т. 58. № 2. С. 249.
- Голомазов М.М., Иванков А.А. Программный комплекс для разработки систем тепловой защиты космических аппаратов, спускаемых в атмосферах планет // Вестник НПО им. С.А. Лавочкина. 2017. № 3 (37). С. 41.
- Иванков А.А. О численном решении задачи прогрева многослойной теплозащиты спускаемого аппарата с учетом уноса массы внешних и внутренних слоев покрытия // ЖВМиМФ. 2005. Т. 45. № 7. С. 1279.
- Колесников А.В., Палешкин А.В., Пронина П.Ф., Шеметова Е.В. Моделирование тепловых нагрузок на поверхность космического аппарата в имитаторе с сетчатыми модулями // ТВТ. 2022. Т. 60. № 2. С. 242.
- Алифанов О.М., Черепанов В.В. Методы исследования и прогнозирования свойств высокопористых теплозащитных материалов. М.: МАИ, 2014. 263 с.
- Резник С.В., Просунцов П.В., Михайловский К.В. Прогнозирование теплофизических и термомеханических характеристик пористых углерод-керамических композиционных материалов тепловой защиты аэрокосмических летательных аппаратов // ИФЖ. 2015. Т. 88. № 3. С. 577.
- Venkataraman S., Haftka R.T., Sankar B.V., Zhu M., Blosser M.L. Optimal Functionally Graded Metallic Foam Thermal Insulation // AIAA J. 2004. V. 42. № 11. P. 2355.
- Щурик А.Г. Искусственные углеродные материалы. Пермь: Тип. Пермск. гос. ун-та, 2009. 342 с.
- Alifanov O.M., Budnik S.A., Nenarokomov A.V., Salosina M.O. Design of Thermal Protection Based on Open Cell Carbon Foam Structure Optimization // Appl. Therm. Eng. 2020. V. 173. 115252.
- Салосина М.О., Алифанов О.М., Ненарокомов А.В. Проектирование тепловой защиты солнечного зонда с учетом структуры теплозащитных материалов // Тепловые процессы в технике. 2019. Т. 11. № 8. С. 345.
- Doermann D., Sacadura J.F. Heat Transfer in Open Cell Foam Insulation // J. Heat Transfer. 1996. V. 118. P. 88.
- Cellular and Porous Materials: Thermal Properties Simulation and Prediction / Eds. Ochsner A., Murch G.E., de Lemos M.J.S. Weinheim: Wiley‒VCH, 2008. 422 p.
- Coquard R., Rochais D., Ballis D. Conductive and Radiative Heat Transfer in Ceramic and Metal Foams at Fire Temperatures // Fire Technology. 2012. V. 48. P. 699.
- Baillis D., Raynaud M., Sacadura J.F. Determination of Spectral Radiative Properties of Open Cell Foam. Model Validation // J. Thermophys. Heat Transfer. 2000. V. 14. № 2. P. 137.
- Cunsolo S., Coquard R., Baillis D., Bianco N. Radiative Properties Modeling of Open Cell Solid Foam: Review and New Analytical Law // Int. J. Thermal Sci. 2016. V. 104. P. 122.
- Loretz M., Coquard R., Baillis D., Maire E. Metallic Foams: Radiative Properties/Comparison between Different Models // J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transfer. 2008. V. 109. P. 16.
- Cunsolo S., Coquard R., Baillis D., Wilson K.S. Ch., Bianco N. Radiative Properties of Irregular Open Cell Solid Foams // Int. J. Thermal Sci. 2017. V. 117. P. 77.
- Samudre P., Kailas S.V. Thermal Performance Enhancement in Open-pore Metal Foam and Foam-fin Heat Sinks for Electronics Cooling // Appl. Thermal Eng. 2022. V. 205. 117885.
- Corasaniti S., Luca E. De, Gori F. Effect of Structure, Porosity, Saturating Fluid and Solid Material on the Effective Thermal Conductivity of Open-cells Foams // Int. J. Heat Mass Transfer. 2019. V. 138. P. 41.
- Marri G.K., Balaji C. Experimental and Numerical Investigations on the Effect of Porosity and PPI Gradients of Metal Foams on the Thermal Performance of a Composite Phase Change Material Heat Sink // Int. J. Heat Mass Transfer. 2021. V. 164. 120454.
- Liu H., Zhao X. Thermal Conductivity Analysis of High Porosity Structures with Open and Closed Pores // Int. J. Heat Mass Transfer. 2022. V. 183. 122089.
- Wang M., Pan N. Modeling and Prediction of the Effective Thermal Conductivity of Random Open-cell Porous Foams // Int. J. Heat Mass Transfer. 2008. V. 51. № 5–6. P. 1325.
- Алифанов О.М. Идентификация процессов теплообмена летательных аппаратов. М.: Машиностроение, 1979. 216 с.
- Алифанов О.М. Обратные задачи теплообмена. М.: Машиностроение, 1988. 279 с.
- Алифанов О.М., Артюхин Е.А., Румянцев С.В. Экстремальные методы решения некорректных задач и их приложения к обратным задачам теплообмена. М.: Наука, 1988. 285 с.
- Алифанов О.М., Будник С.А., Михайлов В.В., Ненарокомов А.В. Экспериментально-вычислительный комплекс для исследования теплофизических свойств теплотехнических материалов // Тепловые процессы в технике. 2009. Т. 1. № 2. С. 49.
- Алифанов О.М., Вабищевич П.Н., Михайлов В.В. и др. Основы идентификации и проектирования тепловых процессов и систем. М.: Логос, 2001. 400 с.
- Alifanov O.M. Inverse Problems in Identification and Modeling of Thermal Processes: Russian Contributions // Int. J. Numer. Meth. Heat Fluid Flow. 2017. V. 27. № 3. P. 711.
- Пелецкий В.Э. Исследование теплопроводности нитрида кремния // ТВТ. 1993. Т. 31. № 5. С. 727.
- Смотрицкий А.В., Зиновьев В.Е., Старостин А.А., Коршунов И.Г., Петровский В.Я. Теплофизические свойства керамик на основе нитрида кремния при высоких температурах // ТВТ. 1996. Т. 34. № 4. С. 546.
- Будник С.А., Нетелев А.В., Салосина М.О., Самарин В.В. Исследование свойств высокопористых ячеистых теплозащитных материалов // Тепловые процессы в технике. 2020. Т. 12. № 12. С. 546.
- Оцисик М.Н. Сложный теплообмен. М.: Мир, 1976. 616 с.
Supplementary files
![](/img/style/loading.gif)