Способы передачи тепла

1. Теплопроводность.

Тепло передается через непосредственное соприкосновение частиц. Пример: передача тепла от проводника к изоляции.

эта формула называется тепловым законом Ома, [15]

Количества тепла Ф, проводимое в 1 сек от тела за счет теплопроводности прямо пропорционально перепаду температуры и обратно пропорционально тепловому сопротивлению того тела, через которое передается тепло,

где - превышение температуры

- температура тела

– температура окружающей среды (40°С для расчетов по ГОСТу)

– тепловое сопротивление

,

где δ – длина потока (толщина изоляции)

S – охлаждаемая поверхность, через которую проходит тепло

λ – удельная теплопроводность материала.

2. Конвекция

Перенос тепла происходит перемещением объемов нагретого газа или жидкости. При естественной конвекции движение происходит за счет разницы плотностей нагретых и холодных объемов. Исскуственная конвекция создается вентиляторами или насосами. Пример: проводник в масле.

(Вт) [16]

где α_К – коэффициент теплопередачи Вт/(м²·°С)

1. для круглых проводников Ф от 1 до 8 см

2. Для шин:

3. Поверхность в трансформаторном масле

4. Вертикальная стенка в потоке воздуха, движущегося со скоростью ; [м/с]

3. Лучеиспускание.

Часть тепла тело отдает путем излучения электромагнитных колебаний (ультрафиолетовых, световых, инфракрасных). Потерянное тепло определяется:

(Вт) [18]

где С₀ = 5,7·10⁴ Вт·м^-2·К^-4 - коэффициент лучеиспускания абсолютно черного тела. Это уравнение Стефана – Больцмана. (Для длинных шин теплопроводностью можно пренебречь и принимать в расчет только лучеиспускание и конвекцию).

ε – степень черноты проводника; ε = 0,78 для меди

Т₂ = θ₂+ 273 [K] – температура по Кельвину.

Т₁ = θ₁+ 273 [K] – температура по Кельвину.

Во всех формулах 16, 17, 18 количество тепла зависит нелинейно от температуры, что сильно затрудняет расчет. Поэтому этими формулами пользуются для более точных расчетов, а для приближенных пользуются формулой Ньютона:

Ф = К_Т·S·τ [19]

где К_Т – удельный коэффициент теплоотдачи [ ]

Вот некоторые значения К_Т:

Табл. 2

1. Круглый медный стержень D= 1 – 6 см. 2. Медные плоские шипы 3. Чугунная, стальная, железная поверхности 4. Фарфоровые изоляторы в масле 5. Обмотка с бумажной изоляцией 6. Обмотка в масле

КТ = 13÷8,5 КТ = 6÷9 КТ = 10÷14 КТ = 150÷50 КТ = 10÷12.5 КТ = 25÷36

Дата добавления: 2015-07-12