При постоянных внешних параметрах и фиксированной температуре разрушения со временем устанавливается режим квазистационарного разрушения и прогрева, когда скорость перемещения всех изотерм в теле равна линейной скорости разрушения внешней поверхности. Все температурное поле эквидистантно смещается внутрь прогревающейся части материала, так что в любой заданный момент времени глубина прогрева остается постоянной. Очевидно, что для установления такого состояния требуется предварительно выйти на постоянную температуру внешней поверхности, а затем и на постоянную скорость разрушения материала. Таким образом, время достижения квазистационарного прогрева связано с двумя другими характерными временами серией неравенств. Поясним полученные по результатам численных расчетов зависимости безразмерного времени от двух определяющих параметров. Видно, что зависимость от скорости уноса массы (параметра т) имеет виз гиперболы. С уменьшением т или скорости величина увеличивается, причем один показатель отличается от другого на порядок. При умеренных значения; для установления в теле квазистационарного профиля температуры требуется в 5—10 раз большее время, чем для получения постоянной скорости уноса массы. Отметим также слабую зависимость времени установления глубины прогрева от характера теплопровода; так, одна кривая может отвечать постоянному тепловому потоку постоянных, а другие кривые при разных значениях температурного фактора или параметра х.
Полученные выше оценки для характерных значений времени установления температуры и скорости разрушения позволяют указать такую глубину заделки термопар, при которой их показания с заданной точностью могут быть приняты за автомодельные или квазистационарные температуры. Этот вопрос непосредственно связан с методикой обработки результатов стендовых испытаний с целью определения теплофизических характеристик материала. Как показано ранее, использование автомодельного или квазистационарного режима прогрева позволяет избежать трудоемкой процедуры численного интегрирования уравнения теплопроводности и одновременно дает возможность установить зависимость температуры от координаты по известной зависимости температуры от времени в одной фиксированной точке тела. Именно этим объясняется то, что оба указанных режима широко используются при экспериментальных исследованиях новых рецептур теплозащитных покрытий, для которых отсутствуют данные по теплофизическим свойствам.
11 июля 2012
