Nature of material catalycity with respect to atom recombination at the surface is studied for the case of gas mixture
at high temperatures for conditions of either hypersonic atmospheric flight of vehicles or flows in hightemperature
on-ground facilities. Use of catalycity constants (or heterogeneous recombination probabilities) for individual
components specified in experiments with dissociated flows of “pure” gases to predict surface material heat
fluxes in multicomponent gas mixtures is demonstrated to be misleading in general case because of difference of
surface atom occupation numbers in pure gas and in mixture. This conclusion can be drawn on the basis of adequate
consideration of material surface occupation numbers for separate atomic species in gas mixture due to adsorption
[1]. This phenomena has to be accounted for under treatment of experiments – still the only source of information
on material catalycity in gaseous mixtures. Otherwise the CFD predictions of heat transfer of hypersonic
vehicles will appear to be invalid. Errors that are brought about by using recombination probabilities obtained for
pure gases are considered by numerical modeling of heat transfer of a sphere moving at hypersonic velocity at high
altitude, when boundary layer reactions are frozen.
Исследуются закономерности формирования каталитичности материалов в отношении реакций рекомбинации атомов
на их поверхности, в смеси различных газов при высоких температурах для условий гиперзвукового полета летательных аппаратов в атмосфере или в потоке высокотемпературных газов в лабораторных установках. Показана неправомерность (в общем случае) использования констант каталитичности (вероятностей гетерогенной рекомбинации) отдельных компонентов, определенных экспериментально в диссоциированных потоках "чистых" газов, для расчета тепловых потоков к поверхности материалов в многокомпонентных газовых потоках из-за различия заполнения поверхности атомами в чистом газе и смеси. К такому выводу приводит адекватный учет коэффициентов заполнения поверх-
ности материала отдельными компонентами в газовой смеси при их адсорбции [1]. Этот эффект подлежит учету при
интерпретации экспериментов – единственному пока источнику сведений по каталитичности материалов в газовых
смесях. В противном случае результаты расчетов теплообмена гиперзвуковых летательных аппаратов (ГЛА) могут
оказаться ошибочными. На примере теплообмена сферы, движущейся с гиперзвуковой скоростью на большой высоте,
когда пограничный слой заморожен, рассмотрены погрешности, возникающие при использовании в расчетах теплообмена вероятностей рекомбинации, полученных в чистых газах.
