توزيع دماي گذرا و پايا در پوشش هاي سد حرارتي تحت بارگذاري شوك حرارتي و هارمونيك حرارتي

اين مطالعه به بررسي ميدان دما در سيستم‌ هاي پوشش سد حرارتي تحت بارگذاري‌ حرارتي پايا و گذرا مي‌ پردازد. پوشش سراميكي با ضخامت محدود به بستر با ضخامت 1/5 سانتيمتر متصل شده است. بعد طولي لايه ‌ها در مقابل ضخامتشان بسيار بيشتر است. ابتدا توزيع دماي پايا در داخل سيستم پوشش/ بستر به واسطه اعمال توزيع دماي غيريكنواخت بر روي مرزهاي سيستم بدست آمد. سپس توزيع دماي پايا به عنوان شرط اوليه به مسئله گذرا معرفي شده و ميدان دماي گذرا درون پوشش و بستر ارائه شد. سپس بارگذاري ‌هاي از نوع شوك حرارتي بر روي مرز بالايي پوشش اعمال شد و اثرات هر يك از اين بارگذاري ‌ها بر روي رفتار ميدان دما در سيستم پوشش/ بستر بررسي گرديد. به منظور بررسي پاسخ گذراي حرارتي از معادلات انتقال حرارت غيرفوريه ‌اي با تاخير دو فازي استفاده شد. جهت حل معادلات انتقال حرارت از تبديلات انتگرالي فوريه و لاپلاس استفاده گرديد. معادلات حاكم بر دما به كمك تبديلات مذكور، به انضمام شرايط مرزي به روش تحليلي حل شدند. با اعمال بارگذاري شوك حرارتي و متناوب حرارتي بر روي مرز آزاد پوشش و دستيابي به توزيع دما در لايه‌ هاي پوشش و بستر، ملاحظه شد كه بسته به نوع بارگذاري حرارتي، اين لايه نقش چشمگيري در كاهش اثرات بار حرارتي در بستر ايفا مي‌كند. طبق نتايج، تاثير شوك حرارتي پس از 13/4 ثانيه در فاصله‌ي 1 سانتيمتري از سطح آزاد پوشش سراميكي احساس گشت. پس از موقعيت عمودي250 ميكرون، تغيير در فركانس بارگذاري هارمونيك حرارتي موجب نوسانات دما نخواهد شد.