Электрическая аналогия нагрева однородного тела

S l

Очевидна аналогия с электрическим сопротивлением

l

R = ---------. (2-27)

S γ

Отсюда видно, что коэффициент теплопроводности l

аналогичен удельной электрической проводимости γ. Его

величина для материалов, широко применяющихся в

электроаппаратах, составляет в Вт/(м градус)

- обмоточная отожженная медь....................350

- проводниковый алюминий..................... 250

- электротехническая холоднокатаная сталь

с лаковой изоляцией вдоль направления проката.... 21

- то же, поперек направления проката.............. 1,2

- конструкционная сталь..........................50

- вода при отсутствии циркуляции................ 0,56

- трансформаторное масло при

отсутствии циркуляции....................... 0,15

- резина...................................... 0,22

- электрокартон, пропитанный маслом............ 0,25

- воздух при температуре 20^оС, нормальном

давлении и отсутствии циркуляции..............0,022

Таким образом, воздух при отсутствии циркуляции является самым плохим проводником тепла и, наоборот,

одним из самых хороших теплоизоляционных материалов. Следующий плохой проводник – нециркулирующее трансформаторное масло. При наличии циркуляции – движении масс воздуха или масла – соответствующие значения l увеличиваются в несколько раз.

Хорошие проводники тока являются и хорошими проводниками тепла, а электроизоляторы являются

теплоизоляторами, поэтому, например, обмотка, выполненная из меди или алюминия, и заключенная в изоляцию, будет иметь плохой теплоотвод.

Если заданы температуры, то по выражению (2-23) можно рассчитать тепловой поток только при J₁ = Сonst,

и при J₂ = J_у, то есть при отсутствии накопления энергии за счет теплоемкости. В общем случае уравнению (2-6) соответствует схема замещения с теплоемкостью C и

сопротивлением R_т.

Задачи теплового расчета электроаппаратов отличаются ещё и тем, что задают процесс не температуры, как в выражении (2-23), а, наоборот, выделения тепла. Температуры же являются искомыми величинами. Таким образом, тепловой поток Q необходимо представлять в схеме замещения источником тока DP, а перегрев тела над охлаждающей средой - в виде неизвестной величины.

Всему сказанному соответствует схема замещения, представленная на рисунке 2.5.

В случае системы двух однородных тел, например, масла и обмотки трансформатора, его схема замещения будет представлять каскад из двух четырехполюсников С - R_т.

Рис. 2.5.

Вопрос – Как рассчитать температуру обмотки –

может быть, по этому методу? Тогда где

взять C и R_т?

Ответ – Метод хорош для установившихся процессов,

когда теплоемкости как бы и нет, только P, R_т

и DJ = P R_т.

Вопрос – Годится ли это для трансформатора?

Ответ – Если метод непригоден для не установившихся

процессов, то вести тепловой расчет масляного

трансформатора по такому методу нельзя.

Работа масляного трансформатора - это не-

прерывный переходный процесс.

Дата добавления: 2014-12-26