Активное охлаждение вместо плиток

[sychbird]

При больших плотностях теплового потока (ТЗП) подача водяного пара со сверхзвуковыми скоростями на внутреннюю поверхность ТЗП приводит к распаду молекул воды на О2 и Н2 с очень высокой степенью превращения - под 90%.

Здесь что-то всё неправильно. Если у ТЗП и есть внутренняя поверхность, то причём тут сверхзвуковые скорости? Распад (диссоциация) происходит не от теплового потока, а от температуры, и зависит от плотности. Если мы оставим температуру, но уменьшим плотность (соответственно, и тепловой поток), то степень диссоциации увеличится. При 90%-й диссоциации температура будет такая, что материал, защищаемый покрытием, не выдержит. И ещё - диссоциация хорошо идёт на катализаторе - платина, палладий, несколько хуже - никель. Но от высокой температуры это не спасёт.  

Имеется ввиду скорость звука в двухфазной среде воздух/пар. Форсунские сверзвуковые использовались. Температуры обратной поверхности более 2000 градусов. Диссоциация идет на активных центрах,(типа каталитических) имеющих локальную температуру существенно выше термодинамической для всей поверхности. Отсюда  более важна плотность  тепловога потока, чем макротемпература для получения высокой степени диссоциации. Задача отвода горячих продуктов диссоциации с их энтальпией и сброс тепла - отдельная задача. Изюмина в возможности поддерживать постоянную, хоть и высокую, температуру на обратной стенке тонкой металлической ТЗП глядящей в полость, из которой тепловой поток надо еще выводить. Ломали голову над системой большого числа микроЖРД, с соплами наружу против набегающего плазменного потока и отжимающей его от внещней поверхности ТЗП и с одновременным торможением КА.

А высокая  кинетическая скорость паровых капель, подаваемых на обратную стенку ТЗП (сверхзвуковые форсунки) обеспечивает  быстрый разлет продуктов диссоциации от стенки, чем подавляются обратные реакции. Так по крайней мере считалось. А без этого выходы диссоциации получались малыми.

[ОАЯ]

NASA испытывает новые теплоизоляционные покрытия
23 мая 2006 года, 11:01
Текст: Николай Карташев
Учёные NASA разрабатывают ...

Учёные также рассматривают возможность создания покрытий, которые будут плавиться при входе корабля в атмосферу. Для их создания исследуется пять различных материалов, часть из которых сделаны из резины и кварца, а другие - из керамических и композитных материалов, сообщает CNET News.

[/quote]
Разве у твердых веществ при плавлении не увеличивается теплоемкость? Возможно, для использования этого эффекта и применяют плавкие слои покрытия.

[Fakir]

Вероятно, ошибка перевода.

[Yury]

У меня вопрос по материаловеденью.

Существует? Можно ли создать? материал, перестраивающий при нагреве свою кристалическую решетку с огромным поглощением тепла.

Если затем, возможно инициировать обратный процесс, то цены такому не будет.

Обычная сталь. Природный кварц. Двуокись Алюминия.

Был сильно загружен, заглянул на форум только сейчас.

Я спрашивал о перестройке кристалической решетки с ОГРОМНЫМ поглощением тепла. Я знаю углерод при высокой температуре и давлении перестраивает решетку, превращаясь в алмаз. Вопрос возможно ли создать материал, что бы он массой в (200 - 500 кг)поглотил всю тепловую энергию, полученную при спуске.

[mihalchuk]

Поглощение тепла при перестройке кристаллической структуры на порядок или порядки меньше, чем при фазовых переходах. Поэтому такая защита по массе значительно уступает транспирационной.

[Yury]

Поглощение тепла при перестройке кристаллической структуры на порядок или порядки меньше, чем при фазовых переходах. Поэтому такая защита по массе значительно уступает транспирационной.

Я и вещества с таким поглощением тепла при фазовом переходе тоже не знаю. Было не плохо найти, создать материал с двунаправленной реакцией поглощения/выделения тепла. При спуске запасаем энергию, на орбите расходуем.

[Yury]

Хим. реакции?
Слишком большое к-во тепла.
 :?:

[Fakir]

Поглощение тепла при перестройке кристаллической структуры на порядок или порядки меньше, чем при фазовых переходах. Поэтому такая защита по массе значительно уступает транспирационной.

Ну, вообще говорят, перестройка крист. структуры - тоже фазовый переход  :wink:

[mihalchuk]

Поглощение тепла при перестройке кристаллической структуры на порядок или порядки меньше, чем при фазовых переходах. Поэтому такая защита по массе значительно уступает транспирационной.

Ну, вообще говорят, перестройка крист. структуры - тоже фазовый переход  :wink:

Ну вот, как поленился развернуть терминологию, так сразу был замечен. Нельзя расслабиться! Думаю, моя мысль всем понятна.

[Harsky]

При спуске запасаем энергию, на орбите расходуем.

т.е. спускаемся в атмосфее ДО орбиты?

[Fakir]

А ежели возвратиться к теме топика - то вообще-то массобменная защита (транспирационная, например) обычно тяжелее радиационной (то бишь плиток а-ля шаттл/Буран либо металлической цельной ТЗП а-ля Спираль). Возможно, её имело бы смысл использовать каких-то десять-двадцать секунд на самом теплонапряжённом участке спуска - если бы через те же плитки можно было подавать охлаждающую жидкость. Но тут куча проблема - начиная с того, что те плитки влаги боятся...

[STS]

А ежели возвратиться к теме топика - то вообще-то массобменная защита (транспирационная, например) обычно тяжелее радиационной (то бишь плиток а-ля шаттл/Буран либо металлической цельной ТЗП а-ля Спираль). Возможно, её имело бы смысл использовать каких-то десять-двадцать секунд на самом теплонапряжённом участке спуска - если бы через те же плитки можно было подавать охлаждающую жидкость. Но тут куча проблема - начиная с того, что те плитки влаги боятся...

Эээ, насколько я понял они как таковой влаги не боятся, тобишь не разрушаются от нее, они просто пористые и впитываю влагу что меняет\ухудшает их характеристики, чтоб этого избежать покрывают лаком который обгарает при спуске. А впринципе надо посмотреть что будет если подавать жидкость в рабочем состянии плитки тоесть когда она уже нагрета, не факт что будет ухудшение. А сдругой стороны может жидкость так закипит в плитке что ее разорвет.

[ОАЯ]

А боятся...

Эээ, насколько ... А впринципе надо посмотреть что будет если подавать жидкость в рабочем состянии плитки тоесть когда она уже нагрета, не факт что будет ухудшение. А сдругой стороны может жидкость так закипит в плитке что ее разорвет.

Если слой будет плавиться, то никаких гарантий для многоразового использования не будет. В этом случае нужен одноразовый чехол (многослойная пленка - покрытие). Или одноразовый поддон-фартук сделаный многослойным.

[STS]

А боятся...

Эээ, насколько ... А впринципе надо посмотреть что будет если подавать жидкость в рабочем состянии плитки тоесть когда она уже нагрета, не факт что будет ухудшение. А сдругой стороны может жидкость так закипит в плитке что ее разорвет.

Если слой будет плавиться, то никаких гарантий для многоразового использования не будет. В этом случае нужен одноразовый чехол (многослойная пленка - покрытие). Или одноразовый поддон-фартук сделаный многослойным.

Эээ, не понял, какой слой?, слой чего?
Плитка, тобишь вершний слой, не плавится вроде, иначе не работало бы, испаряется только лак который наносят при каждом запуске.

[ОАЯ]

Вариант с пористой плиткой – частный случай многослойного покрытия. Монолитное изделие (плитка) относительно легко проверить. Пористое изделие после термического (неконтролируемого) воздействия проверке не пригодно. Найти частичное разрушение малого объема внутри плитки сложно.

[Дем]

Эээ, насколько я понял они как таковой влаги не боятся, тобишь не разрушаются от нее, они просто пористые и впитываю влагу что меняет\ухудшает их характеристики, чтоб этого избежать покрывают лаком который обгарает при спуске. А впринципе надо посмотреть что будет если подавать жидкость в рабочем состянии плитки тоесть когда она уже нагрета, не факт что будет ухудшение. А сдругой стороны может жидкость так закипит в плитке что ее разорвет.

Собственно влаги они может и не боятся, а вот когда эта влага замёрзнет - плитку просто порвать может.
А замёрзнуть она может как непосредственно на стартовой позиции (преценденты есть) - так и сразу после запуска (потом лёд естественно сублимируется, но дел уже натворит)

Вариант с пористой плиткой – частный случай многослойного покрытия. Монолитное изделие (плитка) относительно легко проверить. Пористое изделие после термического (неконтролируемого) воздействия проверке не пригодно. Найти частичное разрушение малого объема внутри плитки сложно.

Вопрос в критичности этих повреждений...

[Fakir]

Эээ, насколько я понял они как таковой влаги не боятся, тобишь не разрушаются от нее, они просто пористые и впитываю влагу что меняет\ухудшает их характеристики, чтоб этого избежать покрывают лаком который обгарает при спуске.

"Разрешик-ка доложить! Хороши? А где сушить? Не просушишь их в землянке..." (с) Василий Тёркин
Поскольку плитки многоразовые - как будем их просушивать перед след. запуском?

 

А впринципе надо посмотреть что будет если подавать жидкость в рабочем состянии плитки тоесть когда она уже нагрета, не факт что будет ухудшение.

Ох, это хрен его знает... там ведь всякая химия уже сможет начаться, если в горячую подавать - зависит от температуры.

А сдругой стороны может жидкость так закипит в плитке что ее разорвет.  

Вполне возможно. Вернее, вероятно - не разорвёт, а начнёт рвать с поверхности, закипит-то не по всей толщине.

[mihalchuk]

Эээ, насколько я понял они как таковой влаги не боятся, тобишь не разрушаются от нее, они просто пористые и впитываю влагу что меняет\ухудшает их характеристики, чтоб этого избежать покрывают лаком который обгарает при спуске.

"Разрешик-ка доложить! Хороши? А где сушить? Не просушишь их в землянке..." (с) Василий Тёркин
Поскольку плитки многоразовые - как будем их просушивать перед след. запуском?

В вакуумной камере, однако...
 :roll: При специальном режиме просушки.

[Fakir]

Т.е. каждую плитку снимать, сушить, тестить, и лепить обратно:  :wink: Ой...

[mihalchuk]

Можно целиком. Но камера нужна оо-чень большая.