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Investigación del Rendimiento de Enfriamiento por Película de Placas Compuestas Laminadas de SiCSiC

Autores: Mi, Zhaoguo; Chen, Zhenhua; Jiang, Kanghe; Yang, Weihua

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2024

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Acceso abierto

Artículo científico
2024

Investigación del Rendimiento de Enfriamiento por Película de Placas Compuestas Laminadas de SiCSiC


Categoría

Ingeniería y Tecnología

Subcategoría

Ingeniería Aeroespacial

Palabras clave

Carburo de silicio
SiC/SiC
Estructura apilada
Conductividad térmica
Enfriamiento por película
Industria aeroespacial

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 25

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
Los compuestos cerámicos de matriz de carburo de silicio reforzados con fibra de carburo de silicio (SiC/SiC) se utilizan extensamente en materiales resistentes a altas temperaturas en la industria aeroespacial. Este estudio investigó la influencia de la estructura de apilamiento en el rendimiento de las placas compuestas laminadas de SiC/SiC con enfriamiento por película. Inicialmente, se determinó la conductividad térmica de los compuestos de SiC/SiC apilados en cruz utilizando el método de análisis por destello láser (LFA) y el método de calorimetría diferencial de barrido (DSC). Posteriormente, se estableció un modelo de elemento de volumen representativo (RVE) que reflejaba la estructura de apilamiento. La conductividad térmica anisotrópica de la capa unidireccional de SiC/SiC se calculó utilizando métodos numéricos y resultados experimentales. Finalmente, se llevaron a cabo simulaciones numéricas para evaluar la efectividad del enfriamiento por película de varias secuencias de apilamiento y capas. Los resultados mostraron que los valores de conductividad térmica predichos por el modelo RVE para el compuesto laminado se alinearon bien con los resultados experimentales, y se obtuvieron las conductividades térmicas del compuesto unidireccional de SiC/SiC a diferentes temperaturas. La secuencia de apilamiento impactó la distribución de temperatura cerca del orificio de la película, siendo la estructura [0-90-0] la que exhibió un efecto más pronunciado en el rendimiento del enfriamiento por película en comparación con las estructuras [0-90] y [0-90-90-0]. El rendimiento del enfriamiento por película en los compuestos laminados de SiC/SiC fue consistente en todas las capas de apilamiento [0-90], [0-90] y [0-90]. La diferencia máxima en la eficiencia de enfriamiento general fue del 1.7% entre [0-90-0] y [0-90] y [0-90-90-0].

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