тря.
Параметри і рівні 0,71 і 0,35, відповідно, для вертикальної поверхні, 1,0 і 0,25, відповідно, для горизонтальній поверхні, повернутою вниз. Характерна довжина обчислюється як
,
де і - ширина і довжина поверхні, відповідно.
Теоретичні розрахунки показали, що коефіцієнти тепловіддачі для кухонних фольги і фольги для кіновиробництва рівні відповідно і.
Експериментально коефіцієнт тепловіддачі визначався з таких міркувань. Запишемо рівняння теплового балансу для полоскових провідників
де - коефіцієнт тепловіддачі, - температура поверхні провідника, - температура навколишнього середовища (кімнатна), - питомий опір провідного матеріалу (алюміній), - щільність струму в провіднику, - товщина провідника, - ширина провідника.
Також відомо, що питомий опір провідника має залежність від температури наступного виду:
де - температурний коефіцієнт опору (алюміній), - питомий опір при температурі.
У підсумку отримуємо формулу для коефіцієнта тепловіддачі:
Коефіцієнт тепловіддачі для кухонних фольги дорівнює, а для фольги для кіновиробництва.
Завищені коефіцієнти в порівнянні з розрахунковими значеннями пов'язані з тим, що розглянутий провідник не є абсолютно чорним тілом. Виміряна температура може виявитися заниженою в порівнянні з реальною, що, при розрахунку, призводить до більшого коефіцієнту тепловіддачі.
Зазначені вище коефіцієнти був пораховані для провідників з параметрами, наведеними в таблиці:
Кухонна фольгаФольга для кіновиробництва 0,028 722 4,3 * 10 - березень 6090 20 25 1550 10
Далі були проведені вимірювання теплового поля для провідників, вигнутих під прямим кутом. Нижче представлені картини розподілу температури в цих провідниках.
Рис. 2 а) - теплове розподілення у платівці, товщиною 15 мкм і шириною 10 мм, пофарбованої вручну, при проходженні через неї струму в 7 А. Як видно, розподіл температури нерівномірне; б) - теплове розподілення у платівці, товщиною 50 мкм і шириною 10 мм, пофарбованої рівномірно промисловим методом, при проходженні через неї струму в 22 А. Розподіл температури набагато більш рівномірно, ніж для пластинки, пофарбованої вручну.
На рис.2 а) спостерігаються неоднорідність. Така неоднорідність пов'язана з положенням провідника на підставці. У деяких місцях провідник не прилягає до підставці, тобто провідник контактує з повітрям з обох сторін. Теплопровідність повітря на багато порядків менше теплопровідності матеріалу підставки, тому в місцях поганого прилягання провідника до підставці спостерігаються температурні максимуми. Також свій внесок вносить і віддзеркалення світла з поверхні провідника, так як якість фарбування не є ідеальним. Зважаючи занадто великий неоднорідності не представляється можливим якісне порівняння температурного розподілу в кухонній фользі з теоретичним.
Однак, незважаючи на неоднорідність, можна порівняти експериментальну і теоретичну залежності температури у внутрішньому куті провідника від протікає по ньому струму.
Рис. 3 - Експериментальна та теоретична залежності температури у внутрішньому куті провідника від протікає по ньому струму
Як видно на рис.3, теоретична і експериментальна залежності сходяться в межах похибки.
Для того, щоб уникнути проблем, що виникають при використанні тонкої фольги, була використана фольга більшої товщини, а саме 50 мкм. Як видно на рис.2 б) розподіл температури для провідника більшої товщини більш рівномірний, т. Е. Відсутні яскраво виражені температурні максимуми і мінімуми.
Нижче представлені картини теоретичного та експериментального розподілів температури для товстої фольги, зігнутої під прямим кутом. Для розрахунку були використані коефіцієнти тепловіддачі, отримані раніше.
Рис. 4 а) - експериментальне теплове розподілення у платівці, товщиною 50 мкм і шириною 10 мм, пофарбованої рівномірно промисловим методом, при проходженні через неї струму в 22 А; б) - теоретичне розподіл температури в платівці, товщиною 50 мкм і шириною 10 мм при проходженні через неї струму в 22 А.
Як видно з рис.4 а) і рис.4 б), теоретичне розподіл температури якісно і кількісно відповідає вимірюванню температурного поля за допомогою інфрачервоного термографа. У внутрішньому вугіллі відсутня яскраво виражений перегрів, що пов'язано з явищем теплопровідності. Зменшення температури на периферії пов'язано з тим, що в цих місцях до фользі кріпилися контакти, відповідно фольга сильніше прилягала до підставці.
Висновок
У ході роботи з'ясувалос...
