Коэффициенты теплового

Тепловыделение, теплопередача и теплоотдача в конденсаторах определяют распределение температуры внутри конденсаторов, превышение температуры их внутренних частей над температурой окружающей среды, что влияет на безотказность и долговечность конденсаторов. Большинство конденсаторов ЕН имеют форму прямоугольного параллелепипеда, а большую долю внутреннего объема занимает пакет секций [3.5], как показано на 3.13, а, б. При решении задачи распределения температур приближенно принимают допущение о том, что пакет секций представляет собой сплошную среду с границей Г1 (заштрихованная область на 3.13, в). Полагают также, что в активном объеме внутренние источники тепла распределены равномерно. Коэффициенты теплопроводности

коэффициент теплопроводности изоляционного объема Q2', Л,м, ^•б> ^ж — коэффициенты теплопроводности материала корпуса, пропитанной пленки (бумаги) и пропиточной жидкости между слоями пленки; Ам, Аб, Дж — соответствующие толщины ( 3.13, г); Аи — суммарная толщина эквивалентного слоя тепловой изоляции [3.3].

Для планарной конструкции передача теплоты с помощью теплопроводности подчиняющаяся обобщенному закону Фурье, может быть описана линейным уравнением PT — KTS^T, где Рт — тепловой поток, передаваемый с помощью теплопроводности, Вт; К — тепловая проводимость; для плоской стенки Л:т = Х/5, Вт/(м2-К); 8 — толщина элемента конструкции стенки, через которую проходит тепловой поток (длина теплоотводящей шины),м; i — коэффициент теплопроводности материала стенки, Вт/(м-К); S — площадь поперечного сечения теплового потока, м2; АГ — перепад температур между двумя сторонами стенки, К. Величина, обратная Кт, называется тепловым сопротивлением (м2-К/Вт):Лт=1/.Кт = 8/Х. Коэффициенты теплопроводности различных материалов приведены в табл. 3.8. Если стенка многослойная и плоская, то полное тепловое сопротивление те-

где AI и Kz — коэффициенты теплопроводности соприкасающихся тел.

Тепловой расчет электрических машин выполняется на основе применения законов теплопроводности, причем коэффициенты теплопроводности и теплообмена определяются экспериментально на модельных установках. В то же время достоверность тепловых расчетов всегда проверяется путем пересчетов по прототипам, т. е. используются результаты исследования электрических машин данного класса в условиях эксплуатации. При этом, естественно, приходится оперировать понятиями средних коэффициентов теплопроводности и теплообмена, относимых к машине в целом, либо к крупным конструктивным узлам. Пересчеты по прототипам позволяют корректировать численные значения ряда коэффициентов, для того чтобы приблизить результаты теплового расчета машин какой-либо определенной серии к результатам испытаний головных образцов на нагревание.

В термокондуктометрических газоанализаторах, как правило, осуществляется непрерывное сравнение теплопроводности анализируемого газа с теплопроводностью воздуха или иного сравнительного газа. При этом следует учитывать, что значение теплопроводности зависит от температуры, и, так как температурные коэффициенты теплопроводности газов неодинаковы, при некоторых температурах теплопроводности различных газов оказываютсц одинаковыми или равными теплопроводности воздуха (например, для двуокиси углерода и кислорода — при 490 °С, для аммиака и воздуха — при 70 °С, для двуокиси углерода и воздуха — при 600 °С [9, 191). Для анализа газов при сравнении с теплопроводностью воздуха наиболее благоприятный температурный режим обеспечивается при 80... 100 °С.

Коэффициент теплопроводности К, Вт/(м-°С), является физическим параметром вещества и характеризует его способность проводить тепло. Различные вещества имеют различные коэффициенты теплопроводности. Как правило, металлы хорошо проводят тепло, значения их коэффициентов теплопроводности много больше значений коэффициентов теплопроводности электрических изоляторов. В табл. 1.5 приведены коэффициенты теплопроводности ряда используемых в электромашиностроении материалов.

Пример 5-3. Температура воздуха в помещении поддерживается /i = 20° С. Расчетная наружная температура воздуха (н= — 30°С. Стена помещения представлена на 9-19. Какую толщину должна иметь шлаковая засыпка, чтобы температура стены внутри помещения имела комфортную температуру
8иь °м2>- • •> 8ил — односторонняя толщина слоя изоляции; \, ^2>---> ^—коэффициенты теплопроводности.

Коэффициенты теплопроводности Я, при <=20°С, вт\(см-град)

5. Находят коэффициенты теплопроводности изоляционных материалов Я.

приведенная излучательная способность; cs=5,7 Вт/(м2Х ХК4) — излучательная способность абсолютно черного тела; ен, еизд — коэффициенты теплового излучения нагревателя и изделия (см. табл. 1.2).

Коэффициенты теплового излучения 13

таллическому покрытию, имеющих разные коэффициенты теплового расширения. Перед химической металлизацией проводят тщательную подготовку поверхности диэлектрика механическим (пескоструйная или гидроабразивная обработка), химическим (в растворах бихроматов щелочных металлов, концентрированной серной и фосфорной кислотой) или комбинированным способом. Процесс химического меднения основан на восстановлении ионов двухвалентной меди из ее комплексных солей. Толщина слоя химически осажденной меди 0,2—0,5 мкм.

Применение сплавов молибдена в качестве инструментальных материалов при горячей обработке сталей и сплавов давлением обусловлены их высокой прочностью и твердостью при повышенных температурах, наряду с хорошими теплофизиче-скими свойствами. Например, оправкой из сплава Мо — 0,5% Ti можно прошить около 100 заготовок стандартной длины из аустенитной нержавеющей стали, в то время как оправки из легированной инструментальной стали выходят из строя после 1—2 прошивок [156а]. С помощью молибденовых оправок можно прошивать заготовки большой длины, которые не поддаются прошивке при использовании оправок из инструментальной стали. Кроме того, применение оправок из молибденовых сплавов позволяет решить проблему прошивки сплошных трубных заготовок из жаропрочных никелевых сплавов. Прошивка заготовок из таких сплавов обычными оправками из инструментальной стали обычно не удается или приводит к возникновению на внутренней поверхности гильз трещин и других дефектов, обусловленных интенсивным износом оправки. Используя в качестве материала для оправок отечественные молибденовые сплавы, можно прошивать каждой оправкой до 60—80 заготовок из никелевых сплавов (ЭЙ 435 и ЭЙ 652) при удовлетворительном качестве внутренней поверхности гильз [77а]. Сплав TZM применяют для изготовления сильнонагруженных матриц, используемых для прессования фасонных профилей из стали и других материалов при температуре выше 540° С [193а]. Молибден применяют также в виде фольги в качестве материала подложки для сульфида кадмия в солнечных батареях. Это позволяет почти в 5 раз уменьшить массу подложки, по сравнению со стеклянной, при рдновременном увеличении ее гибкости и пластичности. Поскольку коэффициенты теплового расширения молибдена и кремния близки, молибден служит хорошим материалом для дисков кремниевых выпрямителей. Молибден применяется также для токовводов в сверхвысокочастотных усилителях, для изготовления упругих подвесок, растяжек и т. д.

Таблица 1.42. Коэффициенты теплового поглощения, 1/(м-МПа) [31]

Таблица 1.50. Коэффициенты теплового излучения е, 1/(МПа-м), и теплоотдачи излучением ал,

?„ и еизд — коэффициенты теплового излучения материала нагревателя и материала изделия; ws —

Таблица 1.42. Коэффициенты теплового поглощения, 1/(м-МПа) 31

Таблица 1.50. Коэффициенты теплового излучения е, 1/(МПа • м), и теплоотдачи излучением ал,

Полученные распылением покрытия имеют низкую механическую прочность. Сопротивление разрыву для них составляет лишь 25% прочности прокатанного металла. С такими механическими характеристиками не только эксплуатация, но и снятие с форм корпусов невозможно. Увеличение их механической прочности до 60% от номинальной достигается вакуумной пропиткой заготовки эпоксидной смолой. Пропитка ведется до снятия корпуса с оправки. Одновременно с повышением механической прочности она обеспечивает герметичность узла. При выборе пропиточного материала надо учитывать коэффициенты теплового расширения слоя покрытия. В табл. 2.17 приведены значения ТКЛР для покрытий, полученных распылением. После пропитки формы извлекаются с помощью пресса.

Поскольку бетон и сталь имеют примерно одинаковые коэффициенты теплового расширения, в железобетонных опорах практически не возникает внутренних опасных напряжений при изменениях наружной температуры. При изготовлении опор бетон в процессе усадки при твердении прочно сцепляется со стальной арматурой. При работе опоры растягивающие усилия воспринимаются в основном стальной арматурой, а усилия на сжатие — бетоном. Бетон достаточно надежно предохраняет стальную арматуру от коррозии. Тем не менее подземную часть опор и участок, выступающий на 0,6 м над поверхностью земли, покрывают на заводе-изготовителе гидроизоляцией. Нижние торцы центрифугированных опор герметически заделываются. Завод-изготовитель снабжает опоры паспортом, в котором указываются: тип опор, марка бетона, вид армирования (стержневое, проволочное, прядевое), номера элементов опор, даты изготовления и отгрузки. На стволе опоры указываются марка изделия, заводской номер и завод-изготовитель.