2. Тепловой расчет ввода

При проведении теплового расчета принимают тепловой поток вдоль оси изолятора равным нулю . из за небольшой поверхности стержня выступающего на воздухе, количество теплоты, отдаваемое внешним концом стержня в окружающую среду, невелико.

Зададимся температурой . тепловыделение в токопроводящем стержне длиной 1м.

[1]

Здесь - удельное сопротивление меди

В первом считая от стержня , слое изоляции тепловыделение

[1]

Где

Зависимость от температуры для бумажно-масляной изоляции (при частоте 50Гц , ) приближенно выразим по формуле

[3]

Находим перепад температур в первом слое изоляции.

[1]

Где - теплопроводность БМИ

Перепад температур во втором слое

Где, –тепловыделение во втором слое

,

Аналогично рассчитываем перепады температур во всех слоях изоляции.

таблица 1.2.1

		,	,
I	II	III	IV
стержень	2.344	37	3.218
20	0.046	36.64	0.061
19	0.043	36.633	0.054
18	0.041	36.679	0.050
17	0.040	36.714	0.046
16	0.039	36.741	0.044
15	0.039	36.763	0.042
14	0.040	36.781	0.040
13	0.041	36.796	0.039
12	0.042	36.808	0.038
11	0.044	36.819	0.038
10	0.047	36.828	0.038
9	0.051	36.836	0.038
8	0.055	36.843	0.039
7	0.061	36.848	0.040
6	0.068	36.853	0.041
5	0.078	36.857	0.043
4	0.09	36.860	0.045
3	0.107	36.862	0.048
2	0.132	36.863	0.052
1	0.167	36.863	0.057
сумма	1.271	-	0.893

Находим перепад температур в фарфоровой покрышке

[1]

где - теплопроводность фарфора

перепад температур от поверхности фарфоровой покрышки в окружающую среду найдем при вертикальном расположении изоляции. Определяющий размер равен длине воздушного конца изолятора . Зададимся перепадом температур , тогда температура окружающей среды будет

[1]

При находим :

Коэффициент кинематической вязкости воздуха,

Коэффициент теплопроводности воздуха, , число Прандтля , ; температурный коэффициент объемного расширения воздуха, ;

Число Грасгофа,

[1]

При вертикально расположенных трубах или вертикальных плоских стенках средний коэффициент теплоотдачи при определяется следующим образом;

[1]

Находим коэффициент теплоотдачи при конвективном теплообмене.

[1]

Перепад температур от стенки конструкции в окружающую среду

[1]

Где S поверхность фарфоровой покрышки определим из формулы

[1]

Полученный перепад температур не равен ,поэтому расчёт повторяют, задавшись новым значением перепада температур .Обычно принимают равным .

Зададимся перепадом температур , тогда температура окружающей среды будет

[1]

При найдем :

Коэффициент кинематической вязкости воздуха,

Коэффициент теплопроводности воздуха, , число Прандтля , ; температурный коэффициент объемного расширения воздуха, ;

Число Грасгофа,

, то есть

При вертикально расположенных трубах или вертикальных плоских стенках средний коэффициент теплоотдачи при определяется следующим образом;

Находим коэффициент теплоотдачи при конвективном теплообмене.

Перепад температур от стенки конструкции в окружающую среду

Полученный перепад температур не равен ,поэтому расчёт повторяют ,задавшись новым значением перепада температур .Обычно принимают равным .Проводят изложенный выше расчет и определяют ,который ,как правило не равен .Расчет следовало бы продолжить до тех пор ,пока не станет равным . Обычно это условие выполняется после 5-6 повторений расчета. С достаточной для практики точностью определение истинного перепада температур проще выполнить графически.

Построив зависимость от , найдем (рис.3) , и тогда температура окружающей среды составит:

[1]

Рис.1.2.1. Определение перепада температур в окружающую среду.

Задаваясь температурами жил +60и -30⁰С, проводим аналогичный расчет. Результаты расчета сведены в таблицу 1.2.2

Таблица 1.2.2

+60	59.855	0.16	2	57.6895
+37	36.863	0.15	1.88	34.833
-30	-30.114	0.121	1.57	-31.805

По данным таблицы строим зависимость суммарного перепада температур от температуры окружающей среды

Рис.1.2.2 Зависимость суммарного перепада температур от стержня в окружающую среду от температуры окружающей среды