Способ теплозащиты пористых материалов

 

1 (Г гт

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

< 725174

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 10.05.76 (21) 2366271/24-25 с присоединением заявки №вЂ” (51) М.Кл. Н 02 N 4/02

Государственный комитет

СССР (23) Приоритет—

f (43) Опубликовано 30,.03.80. Бюллетень № 12 ло делам изобретений и открытий (53) УДК 66.045.5:662. .998 (088.8) (45) Дата опубликования описания 30.03.80 (72) Авторы изобретения

В. В. Галь, Ю. Л. Красулин и Г. П. Телегин

Институт высоких температур АН СССР (71) Заявитель (54) СПОСОБ ТЕПЛОЗАЩИТЫ ПОРИСТЫХ

МАТЕРИАЛОВ

Изобретение относится к области тепло-защиты материалов со сквозной открытой пористостью, применяемых в конструкциях огнеупорных стенбк высокотемпературных аппаратов, и может быть использовано при создании высокотемпературных аппаратов различного назначения: МГД-установок, камер сгорания двигателей и т. д.

Известен способ теплозащиты пористого материала путем прокачки через него углеводородов и водяного пара (1). При этом прокачиваемые через материал углеводороды и водяной пар вступают в мимическую реакцию в паровом пространстве у рабочей поверхности стенки. Реакция этих компонентов происходит с поглощением тепла из объема материала, окружающего поры. Этр йозвбляет" йВЙ|ерживать допустимую температуру стенки при воздействии на материал интенсивных тепловых потоков.

Известен также способ теплозащиты углеродсодержащих материалов за счет прокачки через них- газа, содержащего водород и метан, обеспечивающего термодинамичес ки равновесный состав газа с углеродсодержащим твердым телом и позволяющего восполнить потер|и твердого углерода (2).

Недостатки известных способов теплозащиты заключаются в трудности обеспе--чения требуемых условий химического рав2

I новесия между твердьвм телом и прокачиваемым хладагентом. Выполнить это требовавие не всегда удается и поэтому пористый материал разрушается за несколько десятков часов при температуре рабочей поверхности стенки 2000 С.

Цель изобретения — увеличение ресурса пористого материала путем уменьшения интенсивности взаимодействия хладагента с материалом стенки.

Поставленная цель достигается вводом в хладагент поверхностно-активных веществ с концентрацией 10 — 4 — 10 об. % (путем испарения в газообразный хладагент или лодачи жидких или твердых поверхностноактивных веществ 33 жидкий хладагент).

--Присутствие поверхностно-активных веществ в хладагенте приводит к уменьшению

20 величины удельной поверхносTHои энергии твердого тела, что замедляет диффузионные процессы между хладагентом и пористым материалом, а также поверхностную самодиффуз ию твердого тела. Поверхностно-ак25 тивные вещеСтва и их концентрация подбирается по соответствующим изотермам адсорбции или по измерениям зависимостей

: .коэффициентов поверхностной диффузии и скорости испарения от концентрации поверхностно-активных веществ.

725174

Концентрация рхностнотивных ществ, об. %

Защищаемый пористый материал

Наименование поверхностно-активных веществ пары Bi; РЬ ; Cd; 14Н,НБ или жидкость тех же веществ

Nb; Ta;Мо;W г

MgO; ZrO;

Н102, ТЬОа

10 -5.10

10 — 10 пары ВСI«, TiC14, ZrCI< или жидкость тех же веществ

Формула изобретения

Способ теплозащиты пористых материалов, используемых в высокотемпературных аппаратах, путем прокачки через них хла1-: =j

Составитель М. Ладыгин

Редактор Н. Коляда,Техред В. Серякова Корректор И, Осиповская лаказ 117/184 Йзд. Й 194 Тйраж 798 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, )К-35, Раушская наб., д. 4/5 М " . ЪЙ43В В% - " = " . * ип. харьк. фил. пред. «Патент» ф

В таблице приведены примеры, поверхностно-активных веществ, подобранных этими методам и, для введения их в газообразные или жидкометаллические хладагенты прои защите материалов в интервале- 1000—

2000 С.

Введенйе поверхностно-активтйых весществ в два — пять раз уменьшает интенсивность взаимодействия хладагента с.материалом и стабилизирует структуру порового пространства, повышая ресурс эксплуатации материала.

Предлагаемый способ позволяет повысить ресурс эксплуатации пористого материала не менее чем в 2 — 3 раза.

При тепловой защите вдувом эти поверхностно-активные вещества вводятся испа рением, например, в азот, используемый как хладагент, подаваемый в пористый материал (открытая пористость 35 — 37%) на основе окиси магния, ZrO>, ThO и Nb, Та, Мо, W. дагента, отлич а ющийся тем, что, с целью увеличения ресурса пористого матеl0 риала путем уменьшения интенсивности взаимодействия хладагента с пористым материалом, в хладагент вводят поверхностноактивные вещества в количестве 10- — 10- об. %.—

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Патент Англии № 1245113, кл. Н 2 А

1 Q, опублик. 1971.

2. Авторское свидетельство СССР № 273836, кл. С 21 d 1/78, 1968.