.png)
.png)
Email this article 
Experimental and numerical study of the formation of thermophysical characteristics of carbon composite materials. Part 1. Formation of the thermophysical characteristics of the carbon composite material
https://doi.org/10.17073/1683-4518-2019-7-19-27
Abstract
Conducted analysis of heat transfer in the amount of carbon-carbon composite materials. Experienced by found that homogeneous thermal State is formed at a depth of up to twenty structural cells of the composite. Identified characteristic layered structure porosity of the material in the form of pores-cracks. Experimentally demonstrated value of reducing coefficient of thermal conductivity for samples when their division into parts. Found that the process of cooling the hot rod of reinforcement from carbon composite substance to a lesser extent on effective thermal conductivity in transversal direction of a parallel beam of fibers to a greater extent the contact thermal resistance on the limits of the port-cracks with a crack of air heat conductivity 0,3 W/(m·K). Ill. 5. Ref. 18. Tab. 1.
About the Authors
S. A. KolesnikovRussian Federation
L. V. Kim
Russian Federation
V. R. Dudin
Russian Federation
References
1. Pradere, Ch. Thermal and thermomechanical characterization of carbon and ceramic fibers at very high temperature / Ch. Pradere. ― Ecole Natiionale Superiered`Artset Metiers Centre de Bordeaux, 2004. ― 296 p. https://pastel.archives-ouvertes.fr/file/index/docid/500111/filename/ThesePradere.pdf.
2. Ohlhorst, C. W. Thermal conductivity data base of various structural carbon-carbon composite materials / C. W. Ohlhorst, W. L. Vauhn, P. O. Ransone, H.-T. Tsou. ― Hampton, Virginia, Langley Research Center, 1997. ― 96 p. http://citeseerx.ist.psu.edu/viewdoc/download?doi=10.1.1.82.682&rep=rep1&type=pdf.
3. Grujicic, M. Computational analysis of the thermal conductivity of the carbon–carbon composite materials / M. Grujicic, C. L. Zhao, E. C. Dusel [et al.] // J. Mater. Sci. ― 2006. ― Vol. 41, Iss. 24. ― Р. 8244‒8256. https://link.springer.com/article/10.1007/s10853-006-1003-x.
4. Kolesnikov, S. A. Formation of carbon-carbon composite material thermal conductivity standarts / S. A. Kolesnikov, M. Yu. Bamborin, V. A. Vorontsov [et al.] // Refract. Ind. Ceram. — 2017. — Vol. 58, № 1. — Р. 94‒102. Колесников, С. А. Формирование уровня теплопроводности углерод-углеродного композиционного материала / С. А. Колесников, М. Ю. Бамборин, В. А. Воронцов [и др.] // Новые огнеупоры. ― 2017. ― № 2. ― С. 30‒38.
5. Kolesnikov, S. A. Study of thermophysical property formation of spatially reinforced carbon-carbon composite materials / S. A. Kolesnikov, L. V. Kim, V. A. Vorontsov [et al.] // Refract. Ind. Ceram. — 2017. — Vol. 58, № 4. — Р. 439‒449. Колесников, С. А. Исследование формирования теплофизических характеристик объемно-армированных углерод-углеродных композиционных материалов / С. А. Колесников, Л. В. Ким, В. А. Воронцов [и др.] // Новые огнеупоры. ― 2017. ― № 8. ― C. 45‒56.
6. Glass, D. E. Ceramic matrix composite (CMC) thermal protection systems (TPS) and hot structures for hypersonic vehicles / D. E. Glass // 15th AIAA Space Planes and Hypersonic Systems and Technologies Conference. https://ntrs.nasa.gov/archive/nasa/casi.ntrs.nasa.gov/20080017096.pdf.
7. Пат. 2651344 Российская Федерация. Наконечник гиперзвукового летательного аппарата / Горяев А. Н., Назаренко В. В., Матросов А. В., Горский В. В., Ватолина Е. Н., Тащилов С. В., Тимофеев А. Н. ― № 2016149536 ; заявл. 16.12.16 ; опубл. 19.04.18, Бюл. № 11. http://www.findpatent.ru/patent/265/2651344.html.
8. Колесников, С. А. Углерод-углеродные композиты, разработка, исследование и применение в высокотемпературной технике / С. А. Колесников, А. К. Проценко // Сб. докл. Междунар. конф. «Современное состояние и перспективы развития электродной продукции, конструкционных и композиционных углеродных материалов» (25‒26 ноября 2010 г., Челябинск). ― C. 259‒271.
9. Mullenix, N. Parallel tightly coupled solver for unsteady hypersonic ablation of graphite / N. Mullenix, A. Povitsky // AIAA 2010-4451 40th Fluid Dynamics Conference and Exhibit (28 June ‒ 1 July 2010, Chicago, Illinois). http://www.enu.kz/repository/2010/AIAA-2010-4451.pdf.
10. Feng, Zhi-Hai. Analytical model of thermal conductivity for carbon/carbon composites with pitch-based matrix / Zhi-Hai Feng, Jia-Yun Zhi, Zhen Fan [et al.] // Advances in Mechanical Engineering. ― 2015. ― Vol. 7, № 1. ― Article ID 242586. DOI: 10.1155.-2014/242586. https://www.researchgate.net/publication/275513278_An_Analytical_Model_of_Thermal_Conductivity_for_CarbonCarbon_Composites_with_Pitch-Based_Matrix.
11. Медведский, А. Л. Исследование физико-механических свойств 4D-углеродного композиционного материала на макро- и микроуровнях при воздействии высоких температур / А. Л. Медведский, Ю. В. Корнеев, А. С. Курбатов // Электронный журнал «Труды МАИ». ― 2015. ― Вып. № 41. www.mai.ru/science/trudy/.
12. Minapoor, Sh. Simulation of non-crimp 3D orthogonal carbon fabric composite for aerospace applications using finite element method / Sh. Minapoor, S. Ajeli, M. Javadi Toghchi // International Journal of Aerospace and Mechanical Engineering. ― 2015. ― Vol. 9, № 6. ― P. 982‒990. https://waset.org/publications/10001564/simulation-of-non-crimp-3d-orthogonal-carbon-fabric-composite-for-aerospaceapplications-using-finite-element-method.
13. Многомерно-армированные углерод-углеродные композиционные материалы. http://niigrafit.ru/produktsiya/kompozity.php.
14. Manocha, Lalit M. High performance carbon-carbon composites / Lalit M. Manocha // Sadhana. ― 2003. ― Vol. 28, Parts 1/2. ― P. 349‒358. http://citeseerx.ist.psu.edu/viewdoc/download?doi=10.1.1.582.8031&rep=rep1&type=pdf.
15. Проценко, А. К. Разработка углерод-углеродных технологий и перспективы их развития. В сб. Научно-исследовательскому институту конструкционных материалов на основе графита ― 55 лет / А. К. Проценко, С. А. Колесников. ― М. : Научные технологии, 2015. ― 246 с. http://www.niigrafit.ru/nauka-i-obrazovanie/sbornik.pdf.
16. Пат. 2498962 Российская Федерация. Армирующий каркас углерод-углеродного композиционного материала / Кречка Г. А., Клейменов В. Д., Савельев В. Н. ― № 2011127880/02 ; заявл. 06.07.11 ; опубл. 20.11.13, Бюл. № 32. http://www.findpatent.ru/patent/249/2498962.html.
17. Иженбин, И. А. Томографическая система на базе томографа «Орел» для осуществления томографического сканирования образцов из УУКМ материалов типа 39п7.001 и 4КМС-Л / И. А. Иженбин // Электронный научный архив Томского политехнического университета, 2016 г. http://earchive.tpu.ru/bitstream/11683/28151/1/TPU174557.pdf.
18. Радиационные пирометры типа РАПИР, Кельвин, LandRT8A. http://echome.ru/radiacionnyj-pirometr.html.
Supplementary files
For citation: Kolesnikov S.A., Kim L.V., Dudin V.R. Experimental and numerical study of the formation of thermophysical characteristics of carbon composite materials. Part 1. Formation of the thermophysical characteristics of the carbon composite material. NOVYE OGNEUPORY (NEW REFRACTORIES). 2019;(7):19-27. https://doi.org/10.17073/1683-4518-2019-7-19-27
Refbacks
- There are currently no refbacks.