Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
6. Численное исследование кабелей.doc
Скачиваний:
0
Добавлен:
05.11.2018
Размер:
1.03 Mб
Скачать

Лабораторная работа 3

ЧИСЛЕННОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ

СТАЦИОНАРНЫХ ТЕПЛОВЫХ ПОЛЕЙ В КАБЕЛЯХ

Цель работы:

изучить численную методику теплового расчета кабелей в стационарном тепловом режиме, провести расчет температурного поля в кабеле с помощью ЭВМ и допустимой токовой нагрузки.

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

Блок-схема теплового расчета кабелей приведена в приложении. Расчет нагрузочной способности кабеля проводится в два этапа. На первом этапе находится поле температур в кабеле. Вторым этапом решения поставленной задачи является определение допустимой токовой нагрузки. Порядок решения следующий. По найденным узловым температурам наружной поверхности кабеля устанавливаются средние температуры Тср со стороны элементов, аппроксимирующих наружную границу кабеля. По средней температуре определяется плотность теплового потока

, i=1, 2, … , .

где i и соответственно номер стороны и количество сторон элементов, примыкающих к границе S.

Линейная плотность теплового потока через наружную поверхность кабеля равна

Где ζ i – длина i – й стороны элемента, примыкающего к границе S.

На основании закона сохранения энергии можно записать

QΣ = Q + QS1,

где Q- линейная плотность теплового потока, обусловленного диэлектрическими потерями в изоляции;

QS1 - линейная плотность теплового потока, проходящего через половину поверхности контакта жилы и изоляции S1.

В силу симметрии температурного поля относительно диаметра кабеля, проведенного через центр жилы, линейную плотность теплового потока, проходящего черев всю поверхность контакта жилы и изоляции, можно определить следующим образом:

QΣ = 2 QS1,

где QS1 = QΣ - Q

Тогда допустимая токовая нагрузка на кабель находится по формуле

,

где RT - электрическое сопротивление единицы длины жилы при допустимой температуре нагрева.

ЗАДАНИЕ

1. Ознакомиться с методикой и алгоритмом теплового расчета кабелей.

2. Получить у преподавателя исходные данные для расчета /тип кабеля, геометрические размеры, теплофизические характеристики кабельных материалов/.

3. Ввести в программу численные значения исходных данных.

4. Исследовать зависимость допустимой длительной токо­вой нагрузки от температуры жил.

ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЯ

1. По результатам расчета поля температур определить допустимую токовую нагрузку кабеля.

2. Сравнить расчетную допустимую токовую нагрузку с нормативным ее значением по ПУЭ.

3. Построить зависимость допустимой токовой нагрузки от допустимой температуры жил.

СОДЕРЖАНИЕ И ОФОРМЛЕНИЕ ОТЧЕТА ПО РАБОТЕ

Отчет включает:

формулировку цели работы, основные расчетные соотношения, отпечатку результатов расчета на ЭВМ поля температур в кабеле, построенный график искомой зависимости, вывода по работе.

ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОПРОВЕРКИ

1. В каких случаях целесообразно использовать численную методику теплового расчета кабелей?

2. В чем состоит сущность метода конечных элементов?

3. Как определяется допустимая токовая нагрузка по результатам расчета поля температур?

4. Как учитывается теплообмен между кабелем и окружающей средой при прокладке в воздухе?

5. Каковы особенности теплового расчета кабелей при прокладке в земле?

6. Как зависит допустимая токовая нагрузка кабелей от температуры жил?

Время, отведенное на лабораторную работу

Подготовка к работе ! 1 акад. час

Выполнение работы ! 4 акад. часа

Обработка результатов расчета ! 1 акад. час

и оформление отчета !

Тут вы можете оставить комментарий к выбранному абзацу или сообщить об ошибке.

Оставленные комментарии видны всем.