- •Гидравлические и тепловые расчеты в электрических машинах
- •Воронеж 2012
- •Оглавление
- •1. Общие вопросы теплообмена
- •2. Основы теории гидравлических
- •3. Вентиляторы электрических машин
- •Предисловие
- •После изучения дисциплины необходимо знать
- •После изучения дисциплины необходимо уметь
- •1.1. Содержание дисциплины
- •1.2. Самостоятельная работа и контроль знаний студентов
- •1.3. Учебно-методические материалы по дисциплине
- •1 . Общие вопросы теплообмена в электрических машинах
- •1.1. Требования к электрическим машинам
- •1.2. Общая характеристика физических процессов
- •1.3. Эффективность и экономичность систем охлаждения электрических машин
- •1.4. Расчёт и проектирование систем охлаждения электрических машин
- •1.5. Достижения отечественных научных школ в создании
- •2 . Основы теории гидравлических
- •2.1. Основные понятия и уравнения аэродинамики гидравлики
- •2.2. Охлаждающие среды
- •Удельный объём жидкости – это объем единицы массы
- •В практических расчётах часто используют кинематической коэффициент вязкости
- •2.3. Основные понятия и уравнения гидростатики
- •2.4. Кинематика жидкости, основные понятия и уравнения гидродинамики
- •Потенциальная энергия
- •2.5. Элементы теории сопротивления жидкостей
- •Сопротивление жидкости при турбулентном движении
- •Теорема количества движения
- •3 . Вентиляторы электрических машин
- •3.1. Устройство и принцип действия вентиляторов
- •3.2. Теория идеального центробежного вентилятора
- •Следовательно
- •Центробежного вентилятора
- •Подставляя (3.12) и (3.13) в (3.9) получим
- •Из (3.19) получим
- •Подставив (3.20) в (3.18), получим
- •3.3. Потери давления и мощности в центробежном
- •Баланс энергии и кпд вентилятора
- •Коэффициент полезного действия вентилятора
- •3.4. Характеристика давления центробежного вентилятора
- •3.5. Вентиляционные расчеты.
- •Классификация систем охлаждения или классификация систем вентиляции
- •Нагнетательные и вытяжные схемы подразделяют на одноструйные и многоструйные.
- •3.6. Проектирование вентиляторов
- •4 . Основы теории теплопередачи
- •4.1. Основные процессы передачи тепла. Поле температуры
- •4.2. Основной закон теплопроводности.
- •4.3. Начальные и граничные условия для уравнения теплопроводности
- •4.4. Фундаментальное решение уравнения теплопроводности
- •4.5. Простейшие задачи теплопроводности
- •4.6. Основное уравнение конвективного процесса
- •5 . Тепловые расчёты электрических машин
- •5.1. Задачи и методы теплового расчета
- •5.2. Эквивалентные тепловые схемы
- •5.3. Тепловой расчёт с помощью тепловых схем
- •5.4. Упрощенный тепловой расчет установившегося режима работы
- •5.5. Классическая теория нестационарного теплового процесса
- •5.6. Нестационарный нагрев в стандартных режимах
- •Гост 183-74 устанавливает восемь типов номинальных режимов работы электрических машин s1-s8. Рассмотрим наиболее часто встречающиеся режимы работы s1, s2, s3.
- •Допустимые потери для продолжительного режима работы при том же доп
- •Соотношение допустимых потерь
- •5.7. Общий метод расчета нестационарных процессов
- •Вопросы для самоконтроля
- •Заключение
- •Библиографический список
- •Гидравлические и тепловые расчеты в электрических машинах в авторской редакции
- •394026 Воронеж, Московский просп., 14
Вопросы для самоконтроля
В чём состоит сущность электротермической аналогии?
Что такое эквивалентная тепловая схема?
По какому принципу формируются формулы тепловых сопротивлений элементов электрической машины?
Какие режимы работы электрических машин сопровождаются нестационарными тепловыми процессами?
Какой нестационарный тепловой режим называется регулярным?
Заключение
Ограниченный объем настоящего пособия позволяет лишь в предельно сжатой форме осветить основы современной теории электрических машин общего назначения. Вопросы гидравлического и теплового расчета рассмотрены с точки зрения практического использования в курсовом и дипломном проектировании электрических машин. При этом оправдано применение упрощенных методик расчета, в которых широко используется опыт, накопленный при производстве и эксплуатации электрических машин. Однако исследование новых типов электрических машин требует применения более современных методов математического моделирования тепловых и гидравлических процессов.
В настоящее время еще не решена проблема конвективного теплообмена, связанная с расчетом коэффициентов теплоотдачи с поверхности охлаждаемых частей электрической машины. В настоящее время расчет коэффициентов теплоотдачи целиком основан на обобщении экспериментальных данных, полученных при специальных испытаниях электрических машин. Использование эмпирических зависимостей не дает возможности анализа вновь создаваемых конструкций с точки зрения оптимального проектирования в современных системах автоматизированного проектирования.
Единственным выходом из сложившейся ситуации является отказ от упрощенных методов расчета коэффициентов теплоотдачи и переход к математическим методам, основанным на численном решении уравнений конвекции. Аналогично должны решаться и другие актуальные проблемы теплового и вентиляционного расчетов электрических машин.
Таким образом, дальнейшее развитие дисциплины тесно связано с применением новейших компьютерных систем и соответствующего программного обеспечения, что позволяет поднять проектный расчет электрической машины на более высокий уровень, а инженерные методики расчета использовать лишь на начальных стадиях проектирования.
Библиографический список
1. Борисенко А. И. Охлаждение промышленных электрических машин / А. И. Борисенко, О. Н. Костиков, А. И. Яковлев. – М.: Энергоатомиздат, 1983. 297 с.
2. Гуревич Э. И. Переходные тепловые процессы в электрических машинах / Э. И. Гуревич, Ю. Л. Рыбин. – Л.: Энергоатомиздат, 1983. 216 с.
3. Гуревич Э.И. Тепловые испытания и исследование электрических машин / Э. И. Гуревич. – Л.: Энергия, 1977.
4. Жабо В. В. Гидравлика и насосы / В. В. Жабо, В. В. Уваров.– М.: Энергоатомиздат, 1984. 328 с.
5. Идельник И. Е. Справочник по гидравлическим сопротивлениям / И. Е. Идельник. – М.: Машиностроение, 1985. 560 с.
6. Проектирование электрических машин: учеб. пособие для вузов / И. П. Копылов, Ф. А. Горяинов, Б. К. Клоков и др.; под ред. И. П. Копылова. - М.: Энергия, 1980. 496 с.
7. Сипайлов Г.А. Тепловые, гидравлические и аэродинамические расчёты в электрических машинах: учебник. для вузов по спец. "Электромеханика" / Г. А. Сипайлов, Д. И. Санников, В. А. Жадан. М: Высш. шк., 1989. 239 с.
8. Филиппов И. Ф. Теплообмен в электрических машинах / И. Ф. Филиппов. – Л.: Энергоатомиздат. Ленингр. отд-ние. 1986. 256 с.
9. Юдаев Б. Н. Теплопередача / Б. Н. Юдаев. – М.: Высш. шк., 1981. 320 с.
10. Кутателадзе С. С. Теплопередача и гидравлическое сопротивление: справочное пособие / С. С. Кутателадзе. – М.: Энергоатомиздат, 1990. 367 с.
Учебное издание
Писаревский Юрий Валентинович
Писаревский Александр Юрьевич
Сафонов Сергей Александрович