Температура двигателя

Автоматическое регулирование температуры в термостате осуществляется либо отключением части нагревательных элементов, когда температура достигает заданного верхнего предела, либо включением этих элементов когда температура достигает заданного нижнего предела регулирования. Отключаемые элементы (обычно не более трети общего числа элементов в термостате) должны быть распределены равномерно по термостату.

Гибка труб и профилей. При гибке труб и профилей необходим интенсивный локальный нагрев и встраивание индукторов в технологические установки. Индукторы часто снабжаются магнитопро-водами, улучшающими их энергетические характеристики и сужающими зону нагрева. Гибка происходит при непрерывном движении трубы за счет деформации в узкой нагретой полосе. Наличие холодных участков по краям зоны обеспечивает сохранение формы поперечного сечения трубы даже при диаметрах, достигающих 100 см. Проектирование установок примерно такое же, как при индукционной закалке. Отличием является требование сквозного прогрева сечения. Температура достигает 850—1000 °С, мощность составляет десятки и сотни киловатт (до 1000 кВт), частота 1—10 кГц. При гибке профиля частота выбирается из условия нагрева наиболее тонких его частей (8—10 кГц). Время нагрева элемента составляет 10—45 с, удельная мощность для профилей 0,1—0,2 кВт/см2. Возможно совмещение гибки с термообработкой труб и профилей.

Лучистая энергия Солнца, поступающая на Землю, представляет собой самый значительный источник энергии, которым располагает человечество. Поток солнечной энергии на земную поверхность эквивалентен условному топливу массой 1,2-Ю14 т. Солнце, как и другие звезды, является раскаленным газом. В его составе 82% водорода, 17% гелия, остальные элементы составляют около 1%. Внутри Солнца существует область высокого давления, где температура достигает 15—20 млн. град. На Солнце имеется в незначительном количестве кислород и поэтому процессы горения, понимаемые в обычном смысле, не протекают сколько-нибудь заметно. Огромная энергия образуется на Солнце за счет синтеза легких элементов водорода и гелия.

Следует заметить, что изоляция между стальными листами значительно ухудшает теплообмен. Поэтому температура листов пакета сердечника различна: в средних листах, расположенных дальше от охлаждающего масла, температура достигает наибольшего значения т иб и уменьшается к крайним листам по закону, близкому к квадратичной параболе, до наименьшего значения тнм в крайнем листе. В расчет принимается среднее превышение температуры:

В дуговом разряде одним из основных путей ионизации газа является соударение частиц, вызванное их интенсивным тепловым движением. Такая термическая фнизация может иметь существенное значение только при очень высоких температурах в столбе дуги, где температура достигает 6000, 8000 К и более. При этих температурах пары большинства металлов в значительной степени ионизированы; пары газов для существенной термической ионизации требуют более высоких температур (15 000 К и выше).

Экспериментально установлено, что в результате взрыва области стягивания температура достигает 10 000 К 130]. При такой высокой температуре теплота парообразования существенно уменьшается. Поэтому без большей погрешности в (3.26) можно считать, что вся теплота, выделяющаяся в области стягивания, идет на нагрев ее массы. Предполагая, что вся масса области стягивания испарится, и зная ее температуру Т к, можно определить давление ркСп, возникающее в области стягивания в результате взрывообразного испарения:

температура достигает температуры плавления, поэтому сопротивление резко падает, а падение напряжения приблизительно постоянно и соответствует наибольшему значению. Значение тока в точке б соответствует граничному току сваривания. На участке в — г, соответствующем снижению тока, падение напряжения уменьшается, и кон-

Как уже отмечалось (§ 4.6), появление частичных дуговых разрядов на поверхности увлажненных изоляторов — явление неизбежное. Опорные точки дуги, опирающиеся на электролит, имеют температуру, не превышающую 100 °С. Однако в стволе дуги, отделенном от подсушенной поверхности изолятора слоем воздуха толщиной в несколько миллиметров, температура достигает 4000°С. Тем не менее температура поверхности изоляторов не превышает 200°С, что определяется подвижностью дужек и низкой теплопроводностью слоя воздуха. Поэтому тепловое воздействие частичных дуговых разрядов на поверхность изоляторов не приводит к опасным последствиям.

Полученные в результате расчета значения /(z) и i(z, 0), как следует из (5.136), позволяют определить t(z, t). Подставляя найденные значения T(Z, t) в (5.131), можно определить ход изменения температуры T(z, t) в любом сечении остаточного ствола дуги в процессе его охлаждения ( 5.33). Видно, что наиболее быстро температура уменьшается со временем при z = Zj ( 5.17), т.е. в сечении с наибольшей скоростью потока газа. В момент времени /2 в этом сечении температура достигает значения температуры начала ионизации Т1,,. Следовательно, с этого момента в остаточном стволе дуги начинается образование участка, в котором термическая ионизация отсутствует. При дальнейшем спадании температуры в момент времени ts в сечении ствола z — Zj достигается температура холодного газа Тх. С этого момента начинается процесс образования промежутка, заполненного холодным газом. С течением времени величина этого промежутка возрастает, и при t-, весь межконтактный промежуток (г: — г2) заполняется холодным газом.

Температура плавления припоя должна быть выше температуры, при которой осуществляется герметизация микросхем (во избежание повторного расплавления припоя). Опыт зарубежных фирм показывает возможность использования системы «индий—медь», где индий играет роль временного припоя. При температуре 155° С он плавится, смачивая медную поверхность выступов и выводов корпуса. После проверки схемы кристалл в случае надобности может быть удален повторным нагревом. В процессе герметизации, когда температура достигает 400° С, индий диффундирует в медь, образуя сплав с температурой плавления около 700° С.

Рассмотрим расчет температуры структуры с помощью r-i на простом примере воздействия одиночного прямоугольного импульса мощности ( 7.24,а). При этом температура структуры возрастает по кривой нагрева до значения, зависящего от теплового сопротивления, мощности и длительности импульса. К моменту t\ температура достигает величины 7/i и превышает начальную температуру 70 на величину ( 7.24,6)

Номинальной мощностью РНом двигателя общего назначения длительного режима работы называется мощность, которую двигатель может длительно развивать на валу, нагреваясь при этом до допустимой температуры, обусловленной классом изоляции его обмоток. В двигателе возникают потери мощности, которые нагревают его. Вначале, когда двигатель имеет температуру окружающей среды, большая часть мощности потерь расходуется на повышение его температуры, а меньшая рассеивается в окружающую среду. С повышением температуры двигателя большая часть мощности потерь рассеивается в окружающую среду. По прошествии определенного времени наступает тепловое равновесие: вся мощность потерь, выделяющихся в двигателе, рассеивается в окружающую среду, и температура двигателя при заданной нагрузке остается неизменной. Повышение температуры двигателя выше допустимой вызывает ухудшение механической и электрической прочности изоляции. При этом изменяется структура изоляции и в конце концов происходит ее пробой и выход двигателя из строя. Можно ли нагружать двигатель мощностью больше номинальной? Можно кратковременно, если до этого двигатель работал с недогрузкой и его температура была ниже допустимой. Длительность и степень перегрузки в совокупности должны быть такими, чтобы в результате температура двигателя не превышала допустимую.

За время работы теплота, обусловленная потерями мощности в двигателе, нагревает его. Допустимая же температура двигателя определяется классом изоляции его обмоток и не должна превышать определенного значения, установленного заводом-изготовителем. Необходимо выбрать такой двигатель по номинальной мощности, при которой он бы нагревался за время работы до температуры, не превосходящей допустимую. Превышение допустимой температуры приводит к потере изоляцией электрической и механической прочности и к выходу двигателя из строя.

Если средние потери за цикл работы не превышают потерь при номинальной нагрузке, то средняя температура двигателя не будет превышать допустимую и, следовательно, двигатель выбран правильно.

Кратковременный режим - это такой режим работы, при котором рабочий период относительно краток ( 17.4, б) и температура двигателя не успевает достигнуть установившегося значения. Перерыв же в работе исполнительного механизма достаточно велик, так что двигатель успевает охладиться практически до температуры окружающей среды. Такой режим работы характерен для самых различных механизмов кратковременного действия: шлюзов, разводных мостов, подъемных шасси самолетов и многих других.

Разность тнач — туст может быть положительной или отрицательной и температура двигателя будет соответственно расти или убывать ( 23.6).

Потери энергии выделяются в виде тепла и нагревают двигатель. Как только температура двигателя превысит температуру окружающей среды, начнется отдача тепла; теплоотдача будет тем больше, чем больше разность температур поверхности двигателя и среды. В конце концов температура двигателя, постепенно повышаясь, достигнет такого значения, при котором количество тепла, отдаваемого двигателем в окружающую среду, сделается равным количеству тепла, получаемого им в результате потерь энергии. Тогда дальнейший рост температуры двигателя прекратится и наступит установившееся тепловое состояние.

Если в начальный период работы температура двигателя равнялась температуре окружающей среды, то тнач = 0. В этом случае уравнение нагрева упрощается и получает вид

Продолжительным режимом (S1) работы двигателя считается такой режим, при котором период работы настолько велик, что температура двигателя при неизменной температуре окружающей среды достигает своего установившегося значения, определяемого нагрузкой ( 4.3, а). В продолжительном режиме работают приводные двигатели центробежных насосов и .нагнетателей, буровых насосов, станков-качалок и пр. При продолжительном режиме работы нагрузка двигателя может быть либо неизменной, либо переменной. В последнем случае время работы двигателя на отдельных участках нагрузочной диаграммы должно быть значительно меньше постоянной времени нагревания двигателя.

При повторно-кратковременном режиме (S3) время работы двигателя под нагрузкой tp чередуется с паузами tn, когда двигатель отключается от сети ( 4.3, в). Общая продолжительность одного цикла работы двигателя (^р + ^п) не должна превышать 10 мин. При этом режиме температура двигателя ни в одном из периодов не достигает установившегося значения, а во время пауз двигатель не успевает охладиться до температуры окружающей среды, что приводит к постепенному повышению температуры до наступления баланса между количеством выделенного тепла и количеством тепла, отдаваемого в окружающую среду, когда наибольшие температуры нагрева в конце каждого рабочего периода перестают расти. При правильном выборе двигателя он может работать неограниченное число циклов, не нагреваясь до температуры выше допустимой. В таком режиме работают приводы буровых лебедок, строительных кранов и некоторых металлорежущих станков.

Если двигатель должен работать в продолжительном режиме с переменной нагрузкой ( 4.4), то за периоды больших нагрузок он будет нагреваться, а за периоды малых нагрузок — охлаждаться. Таким образом, при работе с переменной нагрузкой температура двигателя будет непрерывно изменяться. В этом случае двигатель можно выбрать по методу средних потерь. Этот метод основан на том предположении, что при равенстве номинальных ЛРН и

средних ДРСр потерь, определенных по фактической нагрузочной диаграмме, температура двигателя будет равна допустимой, т. е.