АвтоАвтоматизацияАрхитектураАстрономияАудитБиологияБухгалтерияВоенное делоГенетикаГеографияГеологияГосударствоДомДругоеЖурналистика и СМИИзобретательствоИностранные языкиИнформатикаИскусствоИсторияКомпьютерыКулинарияКультураЛексикологияЛитератураЛогикаМаркетингМатематикаМашиностроениеМедицинаМенеджментМеталлы и СваркаМеханикаМузыкаНаселениеОбразованиеОхрана безопасности жизниОхрана ТрудаПедагогикаПолитикаПравоПриборостроениеПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРадиоРегилияСвязьСоциологияСпортСтандартизацияСтроительствоТехнологииТорговляТуризмФизикаФизиологияФилософияФинансыХимияХозяйствоЦеннообразованиеЧерчениеЭкологияЭконометрикаЭкономикаЭлектроникаЮриспунденкция

Частин при нормальному режимі

Читайте также:
  1. I. ВСТУПНА ЧАСТИНА
  2. II. ОСНОВНА ЧАСТИНА
  3. II. ОСНОВНА ЧАСТИНА УРОКУ (25 хв)
  4. II. ОСНОВНА ЧАСТИНА УРОКУ (30 хв)
  5. II. ОСНОВНА ЧАСТИНА УРОКУ (30 хв)
  6. II. ОСНОВНА ЧАСТИНА УРОКУ (33 хв)
  7. II.Основна частина
  8. II.Практична частина
  9. II.Практична частина
  10. III. Практична частина.
  11. III. Практична частина.
  12. V. ЗАВДАННЯ ДО ПРАКТИЧНОЇ ЧАСТИНИ КУРСОВОЇ РОБОТИ

 

При тривалому протіканні струму по провіднику для будь-якого проміжку часу справедливо наступне рівняння теплового балансу:

 

,

де m -маса провідника;

c - питома теплоємність, дж/м.град.

Приймаючи в першому наближенні R, c і , і вирішуючи рівняння, одержуємо:

;

 

;

 

;

 

;

 

.

 

Перевищення температури провідника над навколишнім середовищем:

(2-6)

Величина - має розмірність часу і називається постійною часу. Фізично вона означає той час, на протязі якого провідник нагрівся б до сталої температури при відсутності тепловіддачі в навколишнє середовище.

Математично постійна часу показує час, на протязі якого провідник у реальних умовах досягає перевищення температури

При рівняння приймає вид:

.

Тоді рівняння (2-6) може бути надане

(2-7)

Якщо нагрівання починається з холодного стану (), то

. (2-8)

При відключенні струму відбувається охолодження провідника

 

Графічне представлення приведених рівнянь на мал.2-3.

 

Рис.2-3. Криві нагрівання й охолодження струмоведучих елементів.

 

Графічно постійна часу являє собою подкасательную в крапці початку процесу нагрівання чи охолодження (мал.2-3), у чому не важко переконається, якщо визначити тангенс кута з графіка і диференціюванням рівнянь (2-7) чи (2-8).

Теоретично стале перевищення температури може бути лише через нескінченно великий час, однак практично воно досягається через 3-4 Т. Приведені залежності справедливі для однорідних провідників, що нагріваються однаково по усій своїй довжині. Рівняння виведені для постійних значень опору R, теплоємності провідника С и коефіцієнта тепловіддачі Кт.У дійсності ці величини не залишаються постійними в процесі нагрівання.

 

Збільшення опору провідника при нагріванні визначається по вираженню

,

 

де R0 - опір провідника при температурі ;

- питомий опір провідника при температурі ;

q - перетин провідника, мм2;

l - довжина провідника, м;

- коефіцієнт збільшення опору.

Тоді стале перевищення температури з урахуванням збільшення опору

(2-9)

При порівнянні сталої температури з припустимою температурою за ДСТ для додаткового режиму (t>4T) повинна бути дотримана умова:

 

З цієї умови може бути визначений тривалий припустимий струм для провідника

 

, (2-10)

де 0С - температура навколишнього середовища (ДСТ 8024-56).

 

 

Якщо апарат працює постійно при температурі навколишнього середовища, відмінної від Q0, то припустимий струм у цих умовах може бути визначений

(2-11)

Якщо нагрівання провідника відбувається протягом невеликого часу (t<4T), то навантаження провідника може бути більше, ніж при тривалому режимі.

 

При повторно-короткочасному і короткочасному режимі нагрівання відбувається за законами, представленим на мал. 2-4.

 

 

Рис. 2-4. Криві нагрівання провідника при різних режимах роботи.

 

Режим роботи апарата характеризується відносною тривалістю включення

де t1=tн - час нагрівання провідника;

t2=tп - час паузи без струму.

При повторно-короткочасному режимі (tн+tох<=10хв.) припустиме навантаження може бути більше в n раз.

, (2-12)

де Iпк - навантаження при повторно-короткочасному режимі;

Iдл - навантаження при тривалому режимі.

При короткочасному режимі (t < T) кратність збільшення навантаження:

, (2-13)

де Iкр - навантаження при короткочасному режимі.

2-3. Нагрівання ізольованих провідників.

Розглянемо круглий ізольований провід, показаний на мал.

2-5,a.

При сталому перевищенні температури 1 на поверхні ізоляції все тепло приділяється в навколишнє середовище

Рис.2-5,а поперечний переріз ізольованих провідників.

 

Перевищення температури проводу 1 вище на величину перепаду температури в шарі ізоляції

n1

Для визначення  вырежем у шарі ізоляції радіусами х и х+dx елементарний шар і підрахуємо минаючий через нього тепловий потік на довжині провідника l:

чи

Знак мінус показує, що тепло переходить від великих температур до меншого.

Тепло виділяться в провіднику і не залежить від координати х

QX=P=I2R=const,

тоді

Перевищення температури проводу (2-14)

За допомогою аналогічних міркувань може бути отриманий температурний перепад в ізоляції прямокутного проводу. Розглянемо прямокутний провід зі сторонами a і b і товщиною ізоляції  (мал. 2-5,б).

Тепловий потік на довжині l, що проходить через шар, що знаходиться на відстані х від поверхні провідника прямокутного перетину, буде:

,

відкіля

.

У товщині ізоляції  перепад температури:

,

відкіля

.

Розкладаючи в ряд логарифмічне вираження, одержуємо:

.

Приймаючи в увагу лише перший член ряду, одержуємо:

,

тоді

,

а перевищення температури ізольованого прямокутного проводу

 

 

чи

(2-15)

Тепловий розрахунок провідників перемінного перетину є досить громіздким і в посібнику не розглядається.

 

2-4. Нагрівання котушок.

 

Припустимо, що з торців котушки відводу тепла немає і тепло передається тільки в радіальному напрямку (мал. 2-6).

Рис.2-6. Осьовий розріз котушки

 

При сталому режимі

 

.

 

Максимальне перевищення температури буде десь у товщині котушки . Для його визначення розглянемо елемент объемакатушки і поределим для нього тепловий баланс. З блее нагрітих шарів елемент обсягу одержить тепло

 

,

 

Лекція 6.

Тема: “Електричні контактні з'єднання”


1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 | 20 | 21 | 22 | 23 | 24 | 25 | 26 | 27 |

Поиск по сайту:



Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Студалл.Орг (0.009 сек.)