Ісаєв К. Б. Теплофізичні характеристики композиційних матеріалів у широких діапазонах температур і швидкостей нагріву

У дисертаційній роботі розроблено комплексний підхід до визначення коефіцієнта теплопровідності різноманітних матеріалів на базі експериментального температурного поля в зразках цих матеріалів і двох методик розвўязання оберненої (коефіцієнтної) задачі теплопровідності. Розроблено математичну модель теплопереносу в теплозахисних матеріалах з органічною матрицею, у якій враховується процес деструкції звўязуючого і поглинання теплоти газоподібними продуктами цього процесу. Густина матеріалу в зоні деструкції звўязуючого описується квадратичною функцією температури. Вплив швидкості нагрівання враховано уведенням температур початку і закінчення деструкції звўязуючого, що є функціями цієї швидкості. Для квазістаціонарного режиму нагрівання матеріалів (сталість температури поверхні зразка і швидкості її руху) отримано аналітичний розвўязок прямої нелінійної задачі теплопровідності в неявному вигляді в інтегральній формі з урахуванням внутрішніх стоків (джерел) теплоти, на базі якого розроблено методику визначення коефіцієнта теплопровідності матеріалів. Для її реалізації необхідний вимір зміни температури у часі в одному перетині зразка. Розроблено і захищено патентами конструкції теплоприймача - зразка досліджуваного матеріалу з термопарами і відповідною теплоізоляцією для визначення одномірних температурних полів у зразках твердих, надтвердих, теплозахисних, порошкових та інших матеріалів. Досліджено вплив різних чинників на теплофізичні характеристики більш як три десятки композиційних матеріалів, зразки яких випробувані за різних умов однобічного нагрівання (конвективний, радіаційний, контактний) з різною швидкістю в широкому діапазоні температур. На базі комплексного підходу визначення коефіцієнта теплопровідності матеріалів розроблено автоматизований комплекс. Створено Базу даних теплофізичних характеристик теплозахисних матеріалів і температурних полів у їх зразках.