Задание №1

В 1 части даны 10 задач, которые выбираются по первой букве фамилии следующим образом:

Первая буква фамилии	А, Б, В	Г, Д, Е	Ё, Ж, З	И, Й, К	Л, М, Н	О, П, Р	С, Т, У	Ф, Х, Ц Ч	Ш, Щ, Ъ, Ы	Ь, Э, Ю, Я
Номер задачи	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9

Далее данные для задачи выбираются в соответствии с последней цифрой номера зачетной книжки (ПЦНЗК). Для зачетной книжки, номер которой оканчивается на «0» условия даны в задаче.

Задача 1.0 Алюминиевая шина размером 60х10 мм² с допустимым длительным током I_дл,доп = 1155 А несет токовую нагрузку I_раб= 1000 А. Определить, допустим ли для шины указанный ток, если температура окружающего воздуха ₁ = 35С ,номинальная температура _ном= 20С , КНИ ‑ F.

ПЦНЗК	1	2	3	4	5	6	7	8	9
Размер шины	40х4	60х6	60х8	50х5	50х5	80х10	100х10	80х8	120х10
Материал	Al	Cu	Cu	Al	Cu	Cu	Al	Cu	Al
Iдл,доп, А	480	1125	1320	665	860	1900	1820	1690	2070
Iраб, А	350	1100	1000	580	720	1720	1480	1480	2000
1,С	35	40	20	35	29	35	28	32	34
1НОМ,С	25	20	25	20	25	20	25	20	25
КНИ	Y	A	E	B	F	Y	A	E	B

Задача 1.1 Рассчитать длительно допустимый ток для окрашенной эмалевой краской алюминиевой шины прямоугольного сечения с размерами 120 х 10 мм² . Шина расположена в горизонтальной плоскости и закреплена на изоляторах на ребро; температура окружающей среды (воздуха) ₁=35С, допустимая температура _доп=80С. Степень черноты  =0,8.

ПЦНЗК	1	2	3	4	5	6	7	8	9
Размер шины	40х4	80х6	100х6	120х8	60х6	50х5	80х10	50х5	60х8
Материал	Cu	Al	Cu	Al	Cu	Al	Cu	Al	Cu
1,С	25	35	25	35	25	35	25	35	25
доп, ,С	90	85	70	85	80	80	95	65	85
	0,35	0,4	0,45	0,5	0,55	0,6	0,65	0,7	0,75

Задача 1.2 Рассчитать длительно допустимый ток для медных коробчатых шин с размерами 225 х 105 х 12,5 мм и суммарным сечением S=9760мм². Шины окрашены эмалевой краской, степень черноты  =0,8. Температура окружающей среды (воздуха) ₁=20С, допустимая температура _доп=80С .

ПЦНЗК	1	2	3	4	5	6	7	8	9
Размеры h x b x c	75х35 х4	75х35 х5,5	100х45х4,5	100х45х6	125х55х6,5	250х115х12,5	175х80х8	200х90х10	200х90х12
Материал	Al	Cu	Al	Cu	Al	Cu	Al	Cu	Al
S мм2	1040	1390	1550	2020	2740	10900	4880	6780	8080
	0,35	0,4	0,45	0,5	0,55	0,6	0,65	0,7	0,75
1,С	43	40	37	35	32	30	27	25	22
доп,С	90	85	80	75	70	65	60	65	70

Задача 1.3 Определить величину допустимого времени нагрузки током I=4500А алюминиевых шины с размерами поперечного сечения 120 x 8 мм, если известно, что шина не изолирована, находится в спокойном воздухе, температура которого ₀=25С, коэффициент теплоотдачи с наружной поверхности шины k_T=19 Вт/м²град, начальная температура шины _нач=85С, допустимая температура _доп=250С.

ПЦНЗК	1	2	3	4	5	6	7	8	9
Ток, А	500	4000	2000	1000	3000	2000	4500	2500	6000
Размеры а x b мм	20x3	100х8	60х6	30х4	60х10	50х5	100х10	40х5	120х10
Материал	Cu	Al	Cu	Al	Cu	Al	Cu	Al	Cu
0 , С	35	25	25	35	35	25	25	35	35
kT, Вт/м2град	10	11	12	13	14	15	16	17	18
нач, С	60	70	80	75	65	85	60	75	80
доп, С	250	240	230	220	210	300	190	200	170

З

адача 1.4 Рассчитать наибольшую величину тока, который можно пропустить по катушке электромагнита переменного тока промышленной частоты.

Катушка имеет ω=1500 витков и намотана на магнитопровод, выполненный из листовой электротехнической стали марки Э43 толщиной листов δ=0,35 мм. Размеры магнитопровода a=150, b=100, c=35, d=60, f=50, s=70. Сталь магнитопровода имеет плотный блестящий слой окиси, электромагнит расположен в камере с глубоким вакуумом. Стенки камеры находятся на достаточном удалении от электромагнита и имеют температуру ₀=30С. По техническим условиям температура магнитопровода не может быть выше  =100С.

ПЦНЗК	1	2	3	4	5	6	7	8	9
ω,шт	1200	1100	1200	1500	1500	1250	1200	2000	1600
Марка стали	Э41	Э42	Э43A	Э43	Э41	Э43	Э42	Э41	Э43A
Размеры
a	140	130	120	150	160	140	170	180	160
b	100	95	90	90	100	100	110	120	110
c	35	35	35	35	35	35	35	35	35
d	80	70	80	80	70	80	80	70	80
f	60	60	70	70	60	70	70	80	80
s	75	75	50	70	80	75	75	75	70
0 , С	35	30	25	40	35	25	30	35	25
 , С	80	85	90	95	100	80	85	90	95

Задача 1.5.

Определить, какое количество тепла передается излучением в установившемся режиме теплообмена от нагретой шины к холодной, если шины размером 120 x8 мм расположены параллельно друг другу на расстоянии S=21мм. Шина, по которой протекает переменный ток, нагревается до температуры ₁ =125С. . Температура другой шины ₂ =42С. Обе шины медные и окрашены масляной краской. Степень черноты  =0,95.

ПЦНЗК	1	2	3	4	5	6	7	8	9
Размеры а x b мм	80x8	100х8	60х6	30х4	60х10	50х5	100х10	40х5	120х10
S, мм	15	25	15	10	16	18	17	16	19
1,С.	110	115	120	125	100	115	125	124	110
2,С.	35	40	43	39	40	36	37	45	50
	0.92	0.93	0.94	0.95	0.96	0.95	0.94	0.93	0.92

Задача 1.6 Определить коэффициент теплоотдачи конвекцией и излучением с поверхности круглой медной шины, окрашенной масляной краской и имеющей диаметр d=30мм. Шина находится на достаточном удалении от других частей электроустановки и расположена горизонтально в спокойном воздухе, с температурой ₀ =20С. Температура шины _ш =100С, степень черноты  =0,95.

ПЦНЗК	1	2	3	4	5	6	7	8	9
d, мм	25	20	15	45	40	50	20	15	25
0 ,С	25	20	45	40	30	30	35	40	40
ш,С.	95	120	115	120	110	110	125	100	120
	0.92	0.93	0.94	0.95	0.96	0.95	0.94	0.93	0.92

Задача 1.7 Определить допустимое число включений (в t=1 ч) катушки постоянного тока в повторно-кратковременном режиме нагрева, если время рабочего периода катушки t_p=120с и по ней протекает ток I_п.к=18А. Катушка цилиндрическая, намотана круглым медным проводом диаметром d =4мм, имеет w=450 витков, ее внутренний диаметр D_вн =80 мм, наружный D_нар =160 мм, высота катушки h= =80мм. Катушка находится в спокойном воздухе, температура которого ₀ =20С. С наружных поверхностей катушки коэффициент теплоотдачи k_T=18Вт/(м² град). Изоляция провода хлопчатобумажная без пропитки.

ПЦНЗК	1	2	3	4	5	6	7	8	9
d, мм	3	2	3	4	3	4	2	2	3
w	650	550	450	400	600	550	450	650	550
0 ,С	25	20	35	40	35	30	25	30	25
t,ч	1	0,5	2	3	2	3,5	1,5	2	1,5
tp, с	200	150	100	250	300	350	200	150	100
Dвн ,мм	70	50	60	75	80	70	50	60	75
Dнар ,мм	140	100	120	145	160	140	100	120	145
h ,мм	70	50	60	75	80	70	50	60	75
Iп.к,А	12	14	16	18	10	10	12	14	16
kT,Вт/(м2 град).	15	16	17	18	19	20	16	14	17

З

адача 1.8 Определить допустимую величину тока, протекающего через низкоомный жидкометаллический реостат, выполненный в виде двух концентрических труб (рис.). Внутренняя труба выполнена из нержавеющей стали, а наружная — из меди. Изменение сопротивления осуществляется изменением уровня жидкого металла (ЖМ) между этими трубами. Между трубами поддерживается глубокий вакуум, а внутри внутренней трубы с целью охлаждения пропускают воду со скоростью W = 1м/с.

ПЦНЗК	1	2	3	4	5	6	7	8	9
W , м/с	1	2	1,2	1,5	2	3	1,3	1,5	2,5
вх , °С	30	20	35	40	28	25	15	38	30
вых , °С	70	60	65	80	72	95	65	62	90
1,°С	75	65	70	85	76	100	72	67	95
2,°С	37	45	50	50	43	70	46	45	75

Температура воды на входе трубы _вх =35°С, на выходе _вых =67°С, а температура внутренней и наружной труб соответственно 1=75°С и 2=46°С. Значения степеней черноты внутренней трубы  = 0,9, наружной  = 0,95, величина удельного сопротивления нержавеющей стали ρ= 0,9·10^-6 Ом·м

Задача 1.9 Определить коэффициент теплоотдачи тепла конвекцией с боковой наружной поверхности цилиндрической катушки индуктивности высотой h=205 мм, расположенной вертикально в спокойном воздухе, температура которого 0 =20°С. Катушка достаточно удалена от других аппаратов и устройств; в результате протекания по ней тока температура ее поверхности  =120 °С.

ПЦНЗК	1	2	3	4	5	6	7	8	9
h, мм	150	160	170	180	210	220	230	225	235
0 , °С	40	20	35	50	48	35	45	20	25
, °С.	100	120	85	90	112	125	95	100	95