Распределение температуры

процессы теплопереноса, определяющие распределение температур в монокристалле и расплаве;

Для того чтобы найти температурное поле электронасоса в любой момент времени, т. е. чтобы решить систему дифференциальных уравнений, надо знать распределение температур в электронасосе в начальный момент времени т = 0 (начальное условие). Таким исходным начальным условием будет равномерное температурное поле, равное температуре среды, окружающей неработающий электронасос:

Испытания образцов при повышенной температуре производятся в камерах тепла (термостатах) с электрическим, жидкостным или каким-либо другим обогревом. Двойные стенки с тепловой изоляцией между ними способствуют длительному сохранению в термостате определенной температуры. Последняя измеряется с помощью термометров или термопар. Так как температура не может быть совершенно одинаковой во всем объеме термостата, необходимо помещать кончик термометра или горячий спай термопары возможно ближе к испытуемому образцу. Следует иметь в виду, что распределение температур в незагруженном термостате и в термостате, который заполнен образцами, может быть различным. Для лучшего выравнивания температур по объему нагревательные элементы в термостате размещают не только на дне и стенках, но и на дверце, воздух интенсивно перемешивают вентилятором ( 7-1). В качестве нагревателей используются спирали из нихрома или какого-нибудь другого сплава с высоким сопротивлением. Большим сроком службы обладают герметизированные трубчатые электронагреватели (ТЭН), которые также используются в термостатах.

На 6.6 показано распределение температур по сечению свариваемых деталей, характерное для конечной стадии сварки стали. Наиболее высокая температура имеет место в центральной заштри-хованной части сварной точки — ядре. Поверхность соприкосновения свариваемой детали с электродом (обычно водоохлаждаемым) нагревается до сравнительно невысокой температуры, однако при наличии жидкого или полужидкого ядра и прилегающего к ядру пластичного металла усилие прижима электродов вызывают вмятины на поверхности свариваемых деталей.

При стационарных граничных условиях первого рода найдем постоянные интегрирования А и В: A=(T,,t — T,,2)/\n(ri/r2), B=Tnl-— (7',ц — 7"il2) In г[/\п(ги'Г',) . Подставив их в общее решение, получим распределение температур в ш линдричсской стенке ( 8.2,6):

Распределение температуры вдоль проводника при наличии контактных соединений отдельных его участков может быть найдено так, как это описано выше (см. §8.3). В простейшем случае, если контакты находятся на большом расстоянии друг от друга, из зависимости (8.55) гпи /—»-ос непосредственно следует, что распределение температур вдоль проводника определяется выражением

где 7',, — температура проводнике на большом расстоянии (д:->--*-ос) от контакта; х — расстояние от контакта; Ят — тепловое сопротивление стержневого бескоречно длинного радиатора, которым является токопровод по отношению к контакту. Согласно уравнению (8.57), при f->oo R-r=\/}'XSkrn, где К — теплопроводность материала токопровода; II — боковая поверхность единицы его длины; S — площадь поперечного сечения токопровода; ?т— коэффициент теплоотдачи с его (юковой поверхности. Такое распределение температур изображено на 9.5,6.

Рассмотрим ряд характерных зависимостей, раскрывающих влияние различных факторов на температурные режимы столба дуги. На 10.2,о показано распределение температуры дуги по радиусу при разных токах. Эти кривые в основном охватывают зону вне дуги, где электрическая проводимость равна нулю (для чистого воздуха при

Значение тока дуги в пределах 2,9—20 А не оказывает большого влияния на распределение температур в проводящей ее зоне, однако за пределами этой зоны влияние тока становится существенным.

Распределение температуры по длине дуги при разных токах представлено на 10.2,6. Эти кривые относятся к свободной дуге в воздухе, горящей на медных электродах. Аналогичные зависимости характерны и для дуги, горящей в потоке сжатого воз-

2-11. Распределение температур по катушке

Естественное воздушное охлаждение применяется в сухих трансформаторах: теплота, выделяющийся в трансформаторе, отдается непосредственно окружающему воздуху. Вследствие плохой теплоотдачи распределение температуры в сухом трансформаторе может быть весьма неравномерным. Кроме того, низкая электрическая прочность воздуха (2,1 МВ/М) ухудшает условия изоляции в сухом трансформаторе; приходится считаться и с тем, что пыль, оседая на обмотках, существенно ухудшает их изоляцию. По этим причинам воздушное охлаждение применяется преимущественно в трансформаторах малой мощности и низкого напряжения. 228

температура t меняется в течение времени с с 24-часовым циклом так, как это показано на верхнем графике 1.1 слева. Внутри помещения во все время суток поддерживается температура -(-24 °С. Требуется определить в каждый момент времени: поток тепла, проходящий через стенку, и распределение температуры внутри стенки.

Распределение температуры в проводнике с током в наиболее общем виде описывается уравнением теплопроводности

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

В линейном приближении пространственно-временное распределение температуры Т а объеме: V твердою тела массой М описывается дифференциальным уравнением теплопроводности

Так, например, при скоростях прогрева, имеющих обычно место при пуске современных турбин, распределение температуры по толщине стенки хорошо описывается уравнением параболы:

Распределение температуры в обмотках электрических машин не равномерно, а измерение методом сопротивления или термометра не дает возможность определить температуру в наиболее горячей точке обмотки. Поэтому пределы температуры в обмотках, допускаемые по ГОСТ 183—74, ниже регламентированных в СТ СЭВ 782—77 на изоляционные материалы*:

Естественное воздушное охлаждение применяется в сухих трансформаторах: теплота, выделяющаяся в трансформаторе, отдается непосредственно окружающему воздуху. Вследствие плохой теплоотдачи распределение температуры в сухом трансформаторе может быть весьма неравномерным. Кроме того, низкая электрическая прочность воздуха (2,1 МВ/м) ухудшает условия изоляции в сухом трансформаторе; приходится считаться и с тем, что пыль, оседая на обмотках, существенно ухудшает их изоляцию. По этим причинам воздушное охлаждение применяется преимущественно в трансформаторах малой мощности и низкого напряжения. 228

Естественное воздушное охлаждение применяется в сухих трансформаторах: теплота, выделяющаяся в трансформаторе, отдается непосредственно окружающему воздуху. Вследствие плохой теплоотдачи распределение температуры в сухом трансформаторе может быть весьма неравномерным. Кроме того, низкая электрическая прочность воздуха (2,1 МВ/м) ухудшает условия изоляции в сухом трансформаторе; приходится считаться и с тем, что пыль, оседая на обмотках, существенно ухудшает их изоляцию. По этим причинам воздушное охлаждение применяется преимущественно в трансформаторах малой мощности и низкого напряжения. 228

2.18. Схема конвейерной печи для вжмгания паст (а) и распределение температуры Т по длине рабочей зоны печи / (б]:

На 3.28 приведено распределение температуры по каскадам пятикаскадной термобатареи с холодопроизводительностью 1 Вт, потребляемая мощность составляет 240 Вт, рабочий ток 300 А. К недостаткам термобатарей следует отнести: низкий КПД (30% для однокаскадной батареи; 12% для двухкаскадной, 3% для трехкаскадной и 0,013% для десятикаскадной); большую массу; сравнительно небольшую механическую прочность (если элементы соединены только с помощью медных шин); довольно