сті випливає, що температура в стінці змінюється за законом прямої.
Використовуючи умова отримаємо:
т. е.
(6.51)
де падіння (перепад) температури в товщі стінки при даній щільності теплового потоку.
В
рис.6.7. До розрахунку теплопередачі через плоску стінку
Формулу (6.51) пишуть інакше, враховуючи, що
В
(6.52)
Слід звернути увагу на аналогію рівнянь відповідним рівнянням для електричних явищ,
Закон Ома для теплового потоку
В
(6.53)
Закон Ома для однорідного провідника
В
(6.54)
Теплове опір стінки
В
(6.55)
Видно, що між явищами електричного струму в провідниках і явищами теплового потоку існує далеко йде аналогія, якої часто користуються для спрощення вирішення різних завдань по теплопередачі. Зокрема, для вирішення завдань по нагріванню електричних машин і апаратів вельми зручним виявляється застосування поняття про опір тепловому потоку.
Режими нагріву електричних апаратів
Короткочасний і повторно-короткочасний режими нагріву
Температура апарата або окремих його частин у процесі нагрівання (або охолодження) визначається відношенням часу нагрівання до постійної часу нагрівання апарату або окремої його частини.
Рівняння процесу нагрівання при віддачі тепла в навколишнє середовище за законом Ньютона має наступний вигляд
(6.56)
Теоретично час досягнення усталеного перевищення температури нескінченно, але якщо задатися точністю 2%, то при цьому можна вважати, що для досягнення усталеного перевищення температури час нагріву має бути більше, ніж AT , так як
Якщо час нагрівання t <4 T , то, очевидно, температура апарата не досягне сталого значення.
Аналогічно при охолодженні апарату, якщо час охолодження апарату (струм через прилад не протікає) більше 4 T , то можна вважати, що за такий проміжок часу температура апарата стане рівною температурі навколишнього середовища.
Часто зустрічаються такі режими роботи апаратури, коли час, протягом якого апарат увімкнений (час нагрівання) менше, ніж час, необхідне для нагрівання до усталеним температури, тобто, а час паузи t - (коли струм через прилад не протікає) багато більше, тобто
Подібний режим роботи апарату називається короткочасним.
Очевидно, що при короткочасному режимі роботи допустима величина струму може бути прийнята більшою, ніж при тривалому режимі.
Нехай відомі допустиме перевищення температури апарату Т ДОД , тривало допустимий струм I дл.доп або тривало допустима потужність втрат P ДЛ.ДОП і постійна часу нагріву апарату Т. Хай через апарат у короткочасному режимі за час Т кр протікає деякий струм I кр . Току I кр відповідає потужність втрат Р кр . Якби струм I кр протікав досить довго, то в Відповідно до рівняння (6.56) перевищення температури апарата встановилося б рівним (рис.6.8):
В
(6.57)
При часу протікання t кр максимальне перевищення температури виявиться рівним
В
(6.58)
У якості умови ми приймемо, що це максимальне перевищення температури в короткочасному режимі не повинно перевершити сталого значення в тривалому режимі, тобто
В
(6.59)
те, підставляючи, отримаємо
В
(6.60)
Звідки коефіцієнт допустимого перевантаження по потужності в короткочасному режимі
В
Якщо прийняти в простому випадку, що потужність втрат пропорційна квадрату струму, то коефіцієнт перевантаження по струму в короткочасному режимі
В
рис.6.8. Короткочасний процес нагрівання
При конструюванні апаратів, спеціально призначених для короткочасного режиму роботи, треба прагнути до збільшення його постійної часу нагріву Т, так як при цьому зростає коефіцієнт перевантаження по струму і по потужності. Збільшення постійної часу Т, як правило, досягається збільшенням теплоємності апарату.
Якщо час бестоковой паузи недостатньо для повного охолодження апарату, тобто якщо то при подальшому включенні апарату його нагрівання почнеться при деякому значенні температури, що відрізняється від температури навколишнього середовища
В
Ріс.6.9.Повторно-короткочасний процес нагріву
Існує ряд апаратів, призначених для роботи в повторно-короткочасному режимі. ...
