Pag-init ng mga live na bahagi na may tuluy-tuloy na daloy ng kasalukuyang

Tingnan natin ang mga pangunahing kondisyon para sa pagpainit at paglamig ng mga de-koryenteng kagamitan, gamit ang halimbawa ng isang homogenous na konduktor na pinalamig nang pantay-pantay sa lahat ng panig.

Kung ang isang kasalukuyang dumadaloy sa isang konduktor sa temperatura ng kapaligiran, ang temperatura ng konduktor ay unti-unting tumataas, dahil ang lahat ng mga pagkalugi ng enerhiya sa panahon ng pagpasa ng kasalukuyang ay na-convert sa init.

Ang rate ng pagtaas sa temperatura ng konduktor kapag pinainit ng kasalukuyang ay depende sa ratio sa pagitan ng dami ng init na nabuo at ang intensity ng pag-alis nito, pati na rin sa kapasidad ng pagsipsip ng init ng konduktor.

Ang dami ng init na nabuo sa konduktor para sa oras dt ay magiging:

kung saan ako ay ang halaga ng rms ng kasalukuyang dumadaan sa konduktor, at; Ang Ra ay ang aktibong paglaban ng konduktor sa alternating current, ohm; P - pagkawala ng kapangyarihan, na-convert sa init, wm.Ang ilan sa init na ito ay napupunta upang painitin ang wire at itaas ang temperatura nito, at ang natitirang init ay tinanggal mula sa ibabaw ng wire dahil sa paglipat ng init.

Ang enerhiya na ginugol sa pag-init ng wire ay katumbas ng

kung saan ang G ay ang bigat ng kasalukuyang dala na kawad, kg; c ay ang tiyak na kapasidad ng init ng materyal na konduktor, em • sec / kg • grad; Θ — sobrang init — lumalampas sa temperatura ng konduktor na may kaugnayan sa kapaligiran:

v at vo — konduktor at temperatura ng kapaligiran, °С.

Ang enerhiya na inalis mula sa ibabaw ng konduktor para sa oras na dt dahil sa paglipat ng init ay proporsyonal sa pagtaas ng temperatura ng konduktor sa itaas ng temperatura ng kapaligiran:

kung saan ang K ay ang kabuuang koepisyent ng paglipat ng init, na isinasaalang-alang ang lahat ng uri ng paglipat ng init, Vm / cm2 ° C; F - paglamig na ibabaw ng konduktor, cm2,

Ang equation ng balanse ng init para sa oras ng isang lumilipas na proseso ng init ay maaaring isulat sa sumusunod na anyo:

o

o

Para sa mga normal na kondisyon, kapag ang temperatura ng konduktor ay nag-iiba sa loob ng maliliit na limitasyon, maaari itong ipalagay na ang R, c, K ay mga pare-parehong halaga. Bilang karagdagan, dapat itong isaalang-alang na bago ang kasalukuyang naka-on, ang konduktor ay nasa ambient temperature, i.e. ang paunang pagtaas ng temperatura ng konduktor sa itaas ng temperatura ng kapaligiran ay zero.

Ang solusyon ng differential equation na ito para sa pagpainit ng konduktor ay magiging

kung saan ang A ay isang pare-pareho ng pagsasama depende sa mga paunang kondisyon.

Sa t = 0 Θ = 0, ibig sabihin, sa unang sandali ang heated wire ay may ambient temperature.

Pagkatapos sa t = 0 makuha namin

Ang pagpapalit ng halaga ng integration constant A, nakukuha natin

Ito ay sumusunod mula sa equation na ito na ang pag-init ng isang kasalukuyang nagdadala ng conductor ay nangyayari sa isang exponential curve (Fig. 1). Tulad ng nakikita mo, sa pagbabago ng oras, bumabagal ang pagtaas ng temperatura ng wire at ang temperatura ay umabot sa isang matatag na halaga.

Ang equation na ito ay nagbibigay ng temperatura ng konduktor sa anumang oras t mula sa simula ng kasalukuyang daloy.

Ang steady-state superheat value ay maaaring makuha kung ang oras t = ∞ ay dadalhin sa heating equation

kung saan ang vu ay ang nakatigil na temperatura ng ibabaw ng konduktor; Θу — halaga ng equilibrium ng pagtaas ng temperatura ng konduktor sa itaas ng temperatura ng kapaligiran.

kanin. 1. Mga kurba ng pagpainit at paglamig ng mga de-koryenteng kagamitan: a - pagbabago sa temperatura ng isang homogenous na konduktor na may matagal na pag-init; b - pagbabago ng temperatura sa panahon ng paglamig

Batay sa equation na ito, maaari nating isulat iyon

Samakatuwid, makikita na kapag naabot ang isang matatag na estado, ang lahat ng init na inilabas sa konduktor ay ililipat sa nakapalibot na espasyo.

Ang pagpasok nito sa pangunahing equation ng pag-init at pagtukoy ng T = Gc / KF, nakukuha natin ang parehong equation sa isang mas simpleng anyo:

Ang halagang T = Gc / KF ay tinatawag na heating time constant at ang ratio ng kakayahan ng katawan na sumisipsip ng init sa kakayahan nitong maglipat ng init. Depende ito sa laki, ibabaw at mga katangian ng wire o katawan at hindi nakasalalay sa oras at temperatura.

Para sa isang partikular na conductor o apparatus, ang halagang ito ay nagpapakilala sa oras upang maabot ang isang nakatigil na mode ng pag-init at kinuha bilang sukatan para sa pagsukat ng oras sa mga diagram ng pag-init.

Bagama't sumusunod mula sa equation ng pag-init na ang steady state ay nangyayari pagkatapos ng isang hindi tiyak na mahabang panahon, sa pagsasanay ang oras upang maabot ang steady state na temperatura ay kinukuha na katumbas ng (3-4) • T, dahil sa kasong ito ang heating temperature ay lumampas sa 98% ng panghuling halaga nito Θy.

Ang pare-parehong oras ng pag-init para sa mga simpleng istrukturang nagdadala ng kasalukuyang ay madaling makalkula, at para sa mga kagamitan at makina ito ay tinutukoy ng mga thermal test at kasunod na mga graphical na konstruksyon. Ang time constant ng pag-init ay tinukoy bilang ang subtangent OT na naka-plot sa heating curve, at ang tangent OT mismo sa curve (mula sa pinanggalingan) ay nagpapakilala sa pagtaas ng temperatura ng conductor sa kawalan ng heat transfer.

Sa mataas na kasalukuyang density at matinding pag-init, ang heating constant ay kinakalkula gamit ang advanced na expression:

Kung ipagpalagay natin na ang proseso ng pag-init ng konduktor ay nagaganap nang walang paglipat ng init sa nakapalibot na espasyo, kung gayon ang equation ng pag-init ay magkakaroon ng sumusunod na anyo:

at ang sobrang init na temperatura ay tataas ng linearly sa proporsyon sa oras:

Kung ang t = T ay pinalitan sa huling equation, makikita na para sa isang panahon na katumbas ng oras ng pag-init na pare-pareho T = Gc / KF, ang konduktor ay pinainit sa itinatag na temperatura Θу = I2Ra / KF, kung ang paglipat ng init ay hindi mangyayari sa panahong ito.

Ang pare-parehong pag-init para sa mga de-koryenteng kagamitan ay nag-iiba mula sa ilang minuto para sa mga bus hanggang ilang oras para sa mga transformer at high power generator.

Ipinapakita ng talahanayan 1 ang mga pare-pareho ng oras ng pag-init para sa ilang karaniwang laki ng gulong.

Kapag ang kasalukuyang ay naka-off, ang supply ng enerhiya sa wire ay hihinto, iyon ay, Pdt = 0, samakatuwid, simula sa sandali ng pag-off ng kasalukuyang, ang wire ay lalamig.

Ang pangunahing equation ng pag-init para sa kasong ito ay ang mga sumusunod:

Talahanayan 1. Mga constant ng oras ng pag-init ng tanso at aluminyo na mga busbar

Seksyon ng gulong, mm *

Mga pare-pareho ang pag-init, min

para sa pulot

para sa aluminyo

25×3

7,3

5,8

50×6

14,0

11,0

100×10

20,0

15,8

Kung ang paglamig ng isang konduktor o kagamitan ay nagsisimula sa isang tiyak na sobrang init na temperatura Θy, kung gayon ang solusyon ng equation na ito ay magbibigay ng pagbabago ng temperatura sa oras sa sumusunod na anyo:

Gaya ng makikita mula sa fig. 1b, ang cooling curve ay ang parehong heating curve ngunit may pababang convexity (patungo sa abscissa axis).

Ang pare-parehong oras ng pag-init ay maaari ding matukoy mula sa cooling curve bilang ang halaga ng subtangent na tumutugma sa bawat punto sa curve na iyon.

Ang itinuturing na mga kondisyon sa itaas para sa pagpainit ng isang homogenous na conductor na may isang electric current sa isang tiyak na lawak ay inilalapat sa iba't ibang mga de-koryenteng kagamitan para sa isang pangkalahatang pagtatasa ng kurso ng mga proseso ng pag-init. Tulad ng para sa kasalukuyang nagdadala na mga wire ng mga aparato, bus at busbar, pati na rin ang iba pang katulad na mga bahagi, ang mga konklusyon na nakuha ay nagpapahintulot sa amin na gawin ang mga kinakailangang praktikal na kalkulasyon.