Решение задачи: 1. Напряжение испытания межвитковой изоляции равно

. Время испытаний равно t_ИСП = 3 мин.

2. Напряжение испытания электрической прочности равно

Время испытаний равно t_ИСП=1 мин.

№ : Определить среднегеометрическое расстояние D_ср между проводами с тремя линиями при их горизонтальном расположении на расстоянии 4 м и определить погонные параметры для провода марки АС 120/19.

Решение: D_ср = 1,26 4 = 5,04 м.

По таблице выбираем искомые параметры

R_O = 0,270 Ом/км; Х_О = 0,423 Ом/км; b_О = 2,69 10^-6 См/км.

№ : Определить зависимость активного сопротивления R^t_о от температуры сталеалюминиевого провода АС 95/16, равной t = 32^оС. Температурный коэффициент электрического сопротивления для сталеалюминиевого провода α = 0,00403 Ом/град.

Решение: Нормативное значение активного сопротивления при температуре проводника 20^оС R²⁰_о = ρ / F = 30/ 95 = 0,31 Ом/км;

ρ – удельное активное сопротивление материала провода, Ом мм²/км;

F – сечение фазного провода (жилы), мм².

R³²_о = R²⁰_о [1 + α(t - 20^оС)] =0,31 [ 1 + 0,00403 (32 – 20^оС)] = 0,325 Ом/км.

№ : ВЛЭП с фазными проводами АС 600/72.

Определить погонные параметры фазы, расщеплённой на два провода АС 300/48; диаметр провода после расщепления 2r_пр = 24,2 мм.

Решение: Активное погонное сопротивление провода

R_о = 1,05 ρ / 2F = 1,05 30/ 2 300 = 0,052 Ом/км;

Индуктивное погонное сопротивление фазы Х_о = 0,144 lg (D_ср/r_экв) + 0,016 / n , Ом/км.

Эквивалентный радиус проводаr_экв = =√ 12,1 400= 69,6 мм.

а – расстояние между расщеплёнными проводами, а = 400 мм.

Х_о = 0,144 lg (8,82 10³ /69,6) + 0,016/2 = 0,311 Ом/км.

№ : Трёхфазный двухобмоточный трансформатор типа ТМ на 10 кВ имеет паспортные данные S_ном=100 кВ А, U_вн =10 кВ, U_нн = 0,4 кВ, ∆Р_к=1,97 кВт, ∆Р_х=0,36 кВт, u_к =4,5%, I_х=2,6%.

Составить упрощённую схему замещения трансформатора без учёта поперечной ветви в виде продольной ветви и определить параметры схемы замещения. Определить коэффициент трансформации к_т .

Решение: Упрощённая схема замещения

U₁ R_т jХ_т к_т U₂

Активное сопротивление трансформатора, приведённое к напряжению высшей обмотки

R = ∆Р_к U² _н 10^-3 / S² _ном = 1,97 10² 10³ / 100² = 19,7 Ом

Полное сопротивление Z = u_к U²_н 10³ / 100 S_ном = 4,5 10² 10³ / 100 100 = 45,0 Ом.

Реактивное сопротивление Х = √ Z² + R² = √45² +19,7² = 40,5 Ом.

Коэффициент трансформации (идеального трансформатора). к_т = U_вн / U_нн = 10/0,4 = 25.

№ : Кабельная линия напряжением 10 кВ протяжённостью 0,8 км, выполненная кабелем ААБ-3х120, питает предприятие мощностью нагрузки 1500 кВт, а коэффициент мощности соsφ = 0,9.

Определить потери мощности в линии и напряжение в конце линии, если в начале линии U₁ = 10,3 кВ. Из параметров схемы замещения следует учитывать только активное и реактивное сопротивления, удельные значения которых равны: R_о = 0,258 Ом/км; Х_о = 0,081 Ом/км;

Решение:

R_Л = R_о 0,8 = 0,258х0,8 = 0,206 Ом. Х_Л = 0,081 0,8 = 0,065 Ом.

Вставив в формулу в качестве напряжения номинальное значение найдём потери мощности

∆Р = Р² R_Л / (U_н² соs² φ) = 1500² 0,206 10³ / (10² 0,9²) = 5,7 кВт.

∆Q = Р² Х_Л / (U_н² соs² φ) = 1500² 0,065 10 ^-3 / (10² 0,9²) = 1,8 квар.

Напряжение в конце линии определяется через потерю напряжения, используя также допущение расчёта распределительных сетей о равенстве мощностей в начале и конце линии

U₂ = U₁ – [(Р R_Л + Q Х_Л) / U_н] =

= 10,3 - [(1500 0,206 + 726,5 0,065)/10] = 10,264 кВ.

Здесь Q = Р tgφ = 1500 0,484 = 726,5 квар.

№: Определить ток плавкой вставки предохранителей для защиты от коротких замыканий электродвигателя токарного станка: Р_н = 7,5 кВт; U_н = 380 В; cos = 0,8; η = 87%; k_пуск = 7. Коэффициент кратковременной тепловой перегрузки α = 2,5 – для легких условий.

Решение: Определим номинальную силу тока эд:

I_н = =16,4 А;

Рассчитывается пусковой ток электродвигателя:

В соответствии с условиями выбора плавких предохранителей определяются номинальные токи плавких вставок: I_вс = 16,4 А; I_вс = А;

Из двух полученных значений выбираем большее.

№ : По экономической плотности тока выберите площадь сечения жил кабеля 10 кВ с бумажной изоляцией и алюминиевыми жилами для питания деревообрабатывающего комбината с максимальной токовой нагрузкой 103,2 А. Принять экономическую плотность тока j = 1,6.

Решение: Вычисляем экономически целесообразную площадь сечения: F=I/j = 103,2/1,6=64,5 мм² Принимаем ближайшую стандартную площадь сечения 70 мм².

№: Определить установившееся превышение температуры электродвигателя, работающего в номинальном режиме. Мощность электродвигателя -5,5 кВт, номинальный КПД=0,89, теплоотдача 7,5 Вт/^оС.

Решение задачи: Превышение температуры электродвигателя: , ^оС.

где Q – количество теплоты, выделяемое в двигателе в единицу времени, Дж/сек;

А  теплоотдача, Дж/сек∙^оС.

Мощность, затрачиваемая на потери, выделяющиеся в виде тепла:

Вт=605 Дж/сек.

Превышение температуры: ^оС.

№ : Рассчитайте термический КПД цикла Ренкина и количество теплоты, необходимое для получения 1 кг водяного пара с параметрами 6,5 МПа и 530°С, если на АЭС используется замкнутый цикл без регенерации, а давление в конденсаторе составляет 3 кПа, относительный внутренний КПД паровой турбины 0,8.Не решена

№ : В котельной установке с естественной тягой при расходе дымовых газов Q=1800кг/ч вакуум у основания дымо­вой трубы (обусловленный сопротивлением газового тракта) должен быть р_в = 200Па.

Определить, какую высоту Н должна иметь труба, создающая такой вакуум, если ее диаметр d = 1 м.

Средняя плотность дымовых газов ρ₁=0,6кг/м³ и окружаю­щего атмосферного воздуха ρ₂ = 1,2 кг/м³. Коэффициент сопро­тивления трения в трубе принять λ = 0,03.

Решение.

Найти: H? ν1 = ν2 ; Q = 1800 / 0,6 = 3000 м3/ч ; Z1 = 0 ; Ратм = 101000 Па ; Z2 = H По уравнению Бернули: ; ; ,

Подставляем значения и получаем:

Отсюда ответ: Н = 42 м.

№: Рассчитайте параметры характерных точек цикла идеального дизельного бескомпрессорного двигателя и его КПД, если рабочее тело – воздух, параметры точки 1 – НФУ, степень сжатия ε = 14, степень повышения давления  = 1,5, степень предварительного расширения  = 1,3.

	Решение. При T = 273 К Точка а: м3/кг Точка с: Точка z':
	Точка Z:

При T = 298 К

Точка а: м3/кг	Точка с:
Точка z':	Точка Z:

№ : Через поперечное сечение трубопровода площа­дью со за 1 с проходит воздух объемом W= 10м³ при температуре Т= 300К и давлении р = 4,5×10⁵ Па. R₀=287,14Дж/(кг×К). Чему равен массовый рас­ход воздуха? Решение.

№ : Квадратное отверстие размером В×В=1×1мв вертикальной стенке резервуара закрыто плоским поворотным щитом, который прижимается к стенке под действием груза массой m расположенном на плече r = 1,5 м. Найти минимальную массу груза т, достаточную для удер­жания воды в резервуаре на уровне Н = 2м, если расстояние от верхней кромки отверстия до оси вращения щита h=0,3м.

Решение Ответ: 850 кг

№ : Определить коэффициенты расхода, скорости, сжатия и сопротивления при истечении воды в атмосферу через отверстие диаметром d = 10мм под напором Н = 1 м, если расход Q = 0,294 л/с, а координаты центра одного из сечений струи х = 3миу = 1,2м.

Решение. Найти: ε-? μ - ? ξ - ? φ - ?

т.к.

ОТВЕТ: ε- μ - ξ - φ -

№: Определить число Рейнольдса и режим движения воды в водопроводной трубе диаметром d= 300 мм при расходе Q = 0,136 м³/с и температуре воды 10^°С. Коэффициент кинематической вязкости ν = 1,306×10^-6 м²/с.

Решение. Найти: Re -?

ОТВЕТ: число Рейнольдса = 44152, т.к. 44152 > 2320 => режим движения жидкости турбулентный.

№ : Определить объемную производительность поршневого компрессора на выходе приведенной к физическим условиям на входе. Зная что: объем воздуха замеренный на выходе из компрессора составляет 6590 л/мин; давление воздуха соответственно на входе в компрессор и на его выходе равно 1 и 34 бар.; температура воздуха на входе (20˚С) в компрессор и на его выходе (165˚С).

Решение V = Q_c∙(P_c / P_вс)∙(Т_вс / Т_с)=290 л/мин

где V - объемная производительность компрессора на выходе приведенная к физическим условиям на входе в л/мин; Qc – объем воздуха замеренный на выходе (6590 л/мин) из компрессора в л/мин; Рвс и Рс – давление воздуха соответственно на входе (1 бар.) в компрессор и на его выходе (34 бар.) в барах; Твс и Т_С - температура воздуха соответственно на входе (20˚С)в компрессор и на его выходе (165˚С) пересчитанная в град. Кельвина. Ответ: 290 л/мин

№ : Определить количество теплоты, превращенную в эффективную работу двигателя. Зная что: часовой расход топлива составляет 22,42 кг/ч.; низшая теплотворная способность топлива 44060 кДж/кг.; эффективный к.п.д. 26%.

Решение: Общее количество подведенной теплоты в единицу времени в кДж/с

Количество теплоты, превращенное в эффективную работу двигателя в кДж/с:

Ответ: 71,34 кДж/с.

№ : Температура воздуха в аудитории ºС, а снаружи ºС. Стена здания выполнена из красного кирпича, мм. Найдите тепловой поток через стену аудитории (стена без окон) площадью м², если известно, что Вт/(м²·К), а Вт/(м²·К). Чему равны температуры на внутренней и наружной поверхностях стены?

Решение: Плотность теплового потока:

Q = q * F = 810 Вт

;

№: Найдите плотность потока солнечного излучения вблизи Земли за пределами атмосферы. Известно, что излучение поверхности Солнца близко к излучению абсолютно черного тела при К, расстояние от Земли до Солнца км, а диаметр солнца км.

Решение. D_солнца = 1.391 * 10⁶ км Поток энергии излучаемый солнцем:

Q = G₀*T⁴*π*D² = 5,67*10^-8*6000⁴*3,14*(1,391*10⁹)² = 4,46*10²⁶ Вт

Т.к. поток солнечной энергии равномерно распространяется п поверхности сферы, r, то исходная величина: E_c = Q/4*π*l₂ = 4,46*10²⁶/4*3,14*(49,5*10⁹)² = 1,59*10³ Вт/м²

№ : Тонкая пластина из нержавеющей стали обогревается электрическим током так, что Вт/м². Пластина продольно обдувается воздухом ( м/с; ºС). Найдите температуру пластины на расстоянии м от передней кромки.

Решение. Задаёмся средней температурой t пограничного слоя:

; находим из таблиц ; λ = 0,0259 Вт/м*К Р_р = 0,7;

;

№ : Чему равна степень черноты серого тела и значение при температуре К, если кВт/м², кВт/м²? Решение.

№ : По медной шине прямоугольного сечения мм пропускается ток ( А). Шина находится в воздухе с температурой ºС. Коэффициент теплоотдачи Вт/(м²·К). Для меди Ом·м. Найдите максимальную и минимальную температуры шины. Решение.

№ : На рисунке 1 показана схема пирометра – прибора для измерения высоких температур.

Нить лампы пирометра нагревается до такой температуры, при которой ее яркость совпадает с яркостью данного тела.Степень черноты тела при мкм . Чему равна температура тела, если по шкале прибора, отградуированной по излучению абсолютно черного источника, К?

Рисунок 1 – Схема оптического пирометра 1 – объект измерения; 2 – объектив; 3 – корпус прибора; 4 – пирометрическая лампа; 5 – окуляр; 6 – наблюдатель; 7 – красный светофильтр; 8 – поглощающее стекло; 9 – реостат; 10 – источник питания; 11 – измерительный прибор. На рисунке 1 показана схема пирометра – прибора Решение.

№ : В трубе диаметром мм в условиях вынужденного движения кипит вода при МПа. Массовый расход смеси кг/с. При каком паросодержании возникнет кризис теплообмена второго рода? Решение.

12