Вышедшие номера
Исследование оптических и кооперативных параметров волокнистой кварцевой теплозащиты по экспериментальным данным о ее спектрах отражения
Российский фонд фундаментальных исследований (РФФИ), Исследование физических процессов, свойств и возможности оптимизации перспективных высокотемпературных частично прозрачных материалов широкого применения , 20-08-00465
Черепанов В.В. 1, Миронов Р.А.2
1Национальный исследовательский университет МАИ, Москва, Россия
2АО "ОНПП "Технология" им. А.Г. Ромашина", Обнинск, Россия
Email: vvcherepanov@yandex.ru, manarom@yandex.ru
Поступила в редакцию: 15 ноября 2021 г.
В окончательной редакции: 15 ноября 2021 г.
Принята к печати: 6 апреля 2022 г.
Выставление онлайн: 6 июня 2022 г.

Представлены результаты исследования ряда ключевых оптических характеристик некоторых материалов высокопористой теплозащиты на основе волокон аморфного SiO2 в ближнем и среднем ИК диапазонах. В оптической части статистической имитационной модели таких материалов, основанной на строгой теории Ми, ее применение требует введения кооперативных поправок в результаты взаимодействия с электромагнитным излучением отдельных фрагментов. Эти поправки вводятся в модель в виде дополнительного множителя (Cs) эффективностей Ми рассеяния и поглощения, который обычно использовался как параметр настройки модели при интерпретации экспериментальных результатов теплофизических исследований. На примере материалов ТЗМ-23М (Россия), выполненного из относительно толстого (~9 μm) кремнеземного волокна PS-23 (Беларусь), впервые получены данные, позволяющие исследовать параметр Cs как спектральную величину. Основу исследования образуют результаты экспериментального определения спектральной полусферической отражательной способности слоев материала двух и более оптических толщин в диапазоне длин волн 0.83-16.65 μm. По этим данным и асимптотическим формулам Зеге оценивались значения коэффициентов поглощения и рассеяния. Спектральный параметр Cs определяется по значению коэффициента рассеяния в процессе решения обратной оптической задачи. Полученные данные сравниваются с результатами, рассчитанными на основе классических аппроксимаций оптических постоянных. Результаты работы могут быть полезными специалистам в области радиационного теплообмена и взаимодействия электромагнитного излучения со сложными, частично прозрачными средами, имеющими высокие значения спектрального альбедо рассеяния. Ключевые слова: кремнеземная волокнистая теплозащита, отражательная способность, эксперимент, спектр поглощения и рассеяния, оптическая модель, теория Ми, кооперативные поправки.
  1. А.Г. Ромашин, М.Ю. Русин, Ф.Я. Бородай. Новые огнеупоры, (10), 13 (2004)
  2. Б.В. Щетанов, Ю.А. Ивахненко, В.Г. Бабашов. Российский химический журнал, LIV(1), 12(2010)
  3. Л.В. Геращенков, Ю.А. Балинова, Е.В. Тинякова. Стекло и керамика, (4), 32 (2012)
  4. W.W. Sampson. Modeling stochastic fibrous materials with mathematica (Springer Nature, London, 2009). DOI:10.1007/978-1-84800-991-2
  5. V.V. Cherepanov, O.M. Alifanov. Comp. Appl. Math., 36(1), 281(2017). DOI: 10.1007/s40314-015-0229-0
  6. J.-F. Sacadura. Heat Trans. Eng., 32(9), 754(2011). DOI:10.1080/01457632.2011.525140
  7. V.V. Cherepanov, O.M. Alifanov. J. Heat Trans., 139(3), 032701(2017). DOI:10.1115/1.4034814
  8. C.F. Bohren, D.R. Huffman. Absorption and scattering of light by small particles (Wiley, Ney York, 1983). [К. Борен, Д. Хафмен. Поглощение и рассеяние света малыми частицами (Мир, Москва, 1986)]
  9. О.М. Алифанов, В.В. Черепанов. Методы исследования и прогнозирования свойств высокопористых теплозащитных материалов (МАИ, Москва, 2014)
  10. А.В. Кондратенко, С.С. Моисеев, В.А. Петров, С.В. Степанов. Теплофизика высоких температур, 29(1), 134(1991)
  11. А.В. Зуев, П.В. Просунцов. Инженерно-физический журнал, 87(6), 1319(2014). [A.V. Zuev, P.V. Prosuntsov. J. Eng. Phys. Thermophys., 87(6), 1374(2014). DOI:10.1007/s10891-014-1140-z ]
  12. В.В. Черепанов. Тепловые процессы в технике, 9(7), 448(2017)
  13. S. Chandrasekhar. Radiative transfer (Oxford, London, 1950). DOI: 10.1002/qj.49707633016 [С. Чандрасекар. Перенос лучистой энергии (Издательство иностранной литературы, Москва, 1953)]
  14. Э.П. Зеге, А.П. Иванов, И.Л. Кацев. Перенос изображения в рассеивающей среде (Наука и техника, Минск, 1985)
  15. А.П. Иванов, В.А. Лойко, В.П. Дик. Распространение света в плотноупакованных дисперсных средах (Наука и техника, Минск, 1988)
  16. Зеге Э.П., О.В. Бушмакова, И.Л. Кацев, Н.В. Коновалов. Журн. прикл. спектроск., 30(5), 900(1979)
  17. Р.А. Миронов, М.О. Забежайлов, М.Ю. Русин, В.В. Черепанов, С.П. Бородай. Теплофизика высоких температур, 54(5), 724(2016). DOI: 10.7868/S0040364416040153 [R.A. Mironov, M.O. Zabezhailov, M.Yu. Rusin, V.V. Cherepanov, S.P. Borodai. High Temp., 54(5), 682(2016). DOI: 10.1134/S0018151X16040143 ]
  18. R. Kitamura, L. Pilon, M. Jonasz. Appl. Optics, (33), 8118(2007). DOI:10.1364/AO.46.008118
  19. J. Kischkat, S. Peters, B. Gruska, M. Semtsiv, M. Chashnikova, M. Klinkmuller, O. Fedosenko, S. Mochulik, A. Aleksandrova, G. Monastyrsyi, Y. Florez, W.T. Masslenik. Appl. Optics, (51), 6789(2012). DOI:10.1364/AO.51.006789
  20. L.V. Rodriguez de Marcos, J.I. Larruquert, J.A. Mendez, J.A. Aznarez. Opt. Mat. Exp., (6), 3622(2016). DOI:10.1364/OME.6.003622
  21. В.В. Черепанов. Теплофизика высоких температур, 59(3), 352(2021). DOI: 10.31857/S0040364421030017 [V.V. Cherepanov. High Temp., 59(3), 198(2021). DOI: 10.1134/S0018151X21030019]

Подсчитывается количество просмотров абстрактов ("html" на диаграммах) и полных версий статей ("pdf"). Просмотры с одинаковых IP-адресов засчитываются, если происходят с интервалом не менее 2-х часов.

Дата начала обработки статистических данных - 27 января 2016 г.