가열된 탄소 기반 물질과 고온 공기 사이의 상호작용은 열보호 시스템의 표면으로의 열전달에 영향을 미치며, CO2와 같은 박리(ablative) 가스 종을 생성할 수 있다. 박리 가스 생성의 예측은 열유속 예측 및 열보호 시스템 설계에 결정적으로 중요하다. 본 연구에서는 뜨거운 탄소 표면과 고온 가스 사이의 가스–표면 상호작용에서 형성되는 CO2의 수밀도(number density)를 측정하는 시스템을 제시한다. 가열된 탄소 벽은 충격관(shock tube)과 표면 가열 모델을 사용하여 고온 공기에 노출한다. 탄소 벽의 표면 온도는 2색 비율(two-color ratio) 파이로미터리(pyrometry)로 측정한다. CO2의 수밀도는 가스–표면 상호작용 모델링을 포함하여 충격관 유동에 대한 수치 계산을 수행함으로써 예측한다. CO2 분자의 수밀도는 적외선 방출 분광학(infrared emission spectroscopy)으로 측정한다. 측정된 CO2 수밀도는 면적 가중 평균 표면 온도 1212 K에서 9.60 × 1023 m−3이다. 측정된 수밀도는 오차 6% 이내에서 예측값과 일치한다. 제안된 시스템은 다양한 가스–표면 상호작용 조건에서 CO2 수밀도 측정에 적용 가능하며, 박리 가스 생성의 규명과 가스–표면 상호작용에 대한 수치 연구에 활용될 수 있다.

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