Расчетное задание
а) Содержание расчета
1. Определить размеры обмотки и обмоточные данные.
2. Определить ориентировочную температуру обмотки по формуле Ньютона.
3. Составить тепловую схему замещения.
4. Определить коэффициенты теплоотдачи с наружной поверхности катушки и поверхности магнитопровода с учетом конвекции и излучения.
5. Определить эквивалентный коэффициент теплоотдачи с внутренней поверхности катушки.
6. Рассчитать радиус наиболее нагретого слоя, максимальную температуру и температуру внутренней и наружной поверхностей катушки.
7. Построить график распределения температуры по сечению катушки в радиальном направлении.
8. Рассчитать и построить график изменения температуры наружной поверхности катушки во времени, в кратковременном и повторно-кратковременном режимах работы. Определить коэффициент перегрузки по мощности.
б) Исходные данные
1. Тип обмотки (табл. 2.1).
2. МДС обмотки (табл. 2.2).
3. Геометрические размеры (рис. 2.1, табл. 2.3).
4. Материалы элементов катушки (табл. 2.4).
5. Параметры режима работы (табл. 2.5).
6. Температура окружающей среды =40 °С, напряжение питания =110 В.
Таблица 2.1. Тип обмотки
Вариант | |||
Обмотка | На изоляционном каркасе (непропитанная) | На металлическом каркасе (пропитанная) | Бескаркасная (пропитанная лаком, Вт/(м∙К) |
l0 L
b
h0
d0
Рис. 2.1. Эскиз катушки с магнитопроводом .
Наружная поверхность обмотки изолирована бумагой.
Таблица 2.2. МДС обмотки, , А
Вариант | ||||||||
МДС, А |
Таблица 2.3. Геометрические размеры электромагнита, мм
Вариант | |||
1,0 | 0,5 | ||
1,0 | 0,5 | ||
1,0 | 0,5 | ||
1,0 | 0,5 | ||
1,5 | 1,0 | ||
1,5 | 1,0 | ||
1,5 | 1,0 | ||
2,0 | 1,0 | ||
2,0 | 1,0 |
Таблица 2.4. Материалы элементов
Элементы катушки | Вариант | ||
Изоляционный каркас | текстолит | аминопласт | винипласт |
Металлический каркас | сталь | медь | алюминий |
Обмоточный провод | ПЭВ-1 | ПЭВ-2 | ПЭВ-1 |
Таблица 2.5. Параметры режима работы
Параметры | Вариант | ||
1,0 | 1,5 | 2,0 | |
0,5 | 0,75 | 1,0 | |
ПВ% |
________________
ПРИЛОЖЕНИЕ
Таблица П.1. Международная система единиц (СИ)
Величина | Наименование | Обозначение |
Основные единицы | ||
Длина | метр | м |
Масса | килограмм | кг |
Время | секунда | с |
Сила электрического тока | ампер | А |
Термодинамическая температура | кельвин | К |
Количество вещества | моль | моль |
Сила света | кандела | кд |
Некоторые производные единицы | ||
Сила | ньютон | Н (кг∙м/с2) |
Давление | паскаль | Па |
Ускорение линейное | метр на секунду в квадрате | м/с2 |
Динамическая вязкость | ньютон - секунда на квадратный метр | Н∙с/м2 |
Кинематическая вязкость | квадратный метр на секунду | м/с2 |
Работа, количество теплоты | джоуль | Дж |
Мощность, тепловой поток | ватт | Вт |
Удельная теплоемкость | джоуль на килограмм-кельвин | Дж/(кг∙К) |
Плотность теплового потока поверхностная | ватт на квадратный метр | Вт/м2 |
Теплопроводность | ватт на метр - кельвин | Вт/(м∙К) |
Коэффициент теплоотдачи, теплопередачи | ватт на квадратный метр - кельвин | Вт/(м2∙К) |
Тепловое сопротивление | кельвин на ватт | К/Вт |
Коэффициент температуропроводности | квадратный метр на секунду | м2/с |
Частота | герц | Гц (1/с) |
Магнитный поток | вебер | Вб |
Магнитная индукция | тесла | Тл |
Таблица П.2. Соотношения между единицами физических величин
Сила | 1 кгс=9,81 Н; 1 дин=10-5 Н |
Плотность | 1 кгс∙с2/м4=9,81 кг/м3 |
Коэффициент динамической вязкости | 1 кгс∙с/м2=9,81 Н∙с/м2 |
Энергия | 1 эрг=10-7 Дж; 1 кгс∙м=9,81 Дж 1 ккал=4187 Дж |
Тепловой поток | 1 ккал/ч=1,163 Вт |
Динамическая вязкость | 1 пз=10-1 Н∙с/м2 |
Давление | 1 бар=105 Н/м2 1 мм рт.ст.=133,332 Н/м2 1 ат=9,81∙104 Н/м2=9,81∙104 Па |
Объем | 1 л=10-3 м3 |
Таблица П.3. Длительно допустимые температуры для изоляционных материалов различных классов по ГОСТ 8865-70
Класс | Материал | Допустимая температура, °С |
Y | Непропитанные и непогруженные в жидкий электроизоляционный материал волокнистые материалы из целлюлозы, шелка и др. | |
A | То же, но погруженные в жидкий электроизоляционный состав | |
E | Некоторые синтетические и органические пленки и др. | |
B | Материалы на основе слюды (в том числе на органических подложках), асбеста и стекловолокна, применяемые с органическими связующими и пропитывающими составами | |
F | То же, но применяемые в сочетании с синтетическими связующими и пропитывающими составами | |
H | То же, но применяемые в сочетании с кремнийорганическими связующими и пропитывающими составами, а также кремнийорганические эластомеры | |
C | Слюда, керамические материалы, стекло, кварц, применяемые без связующих составов или с неорганическими или кремнийорганическими связующими составами |
Таблица П.4. Допустимые превышения температуры для многослойных катушек по ГОСТ 12434-83Е с изоляционными материалами и нагревостойкостью по ГОСТ 8865-70
(температура окружающего воздуха 40 °С)
Класс нагрево-стойко-сти | Аппараты распределения энергии. Продолжительный режим работы | Аппараты управления приемниками энергии. Прерывисто-продолжительный, повторно-кратковременный и кратковременный режимы работы | ||
в воздухе | в трансформаторном масле | в воздухе | в трансформаторном масле | |
A | ||||
E | ||||
B | ||||
F | ‑ | ‑ | ||
H | ‑ | ‑ |
Примечания:
1) Измерение температуры катушек производится по изменению их сопротивления.
2) В случае применения в аппаратах трансформаторного масла превышение температуры масла в верхнем слое допускается: в аппаратах распределения энергии до 40 °С, в аппаратах управления приемниками энергии до 60 °С.
Таблица П.5. Допустимые превышения температуры, °С,
для электрических контактов в аппаратах низкого напряжения
по ГОСТ 12434-83Е (температура окружающего воздуха 40 °С)
Типы контактных соединений | Аппараты распределения энергии. Продолжительный режим работы | Аппараты управления приемниками энергии. Прерывисто-продолжительный, повторно-кратковременный и кратковременный режимы работы | ||
в воздухе | в трансформаторном масле | в воздухе | в трансфор-маторном масле | |
Контакты, коммутирующие цепи | ||||
а) из меди | 65 (см. примечания 1, 2) | 65 (см. примечание 1) | ||
б) гальванически покрытые серебром | См. приме-чание 3 | См. примечание 3 | ||
в) с накладками из серебра и металлокерамических композиций на базе серебра с окисью кадмия или меди по ГОСТ 388-67 | См. приме-чание 4 | См. примечание 4 | ||
г) с накладками из других материалов | См. приме-чание 5 | См. примечание 5 | ||
д) массивные скользящие с накладками из серебра | ||||
Блок-контакты с накладками из серебра | 80 (см. примечание 2) |
Продолжение табл. П.5
Контактные соединения внутри аппаратов и неразъемные винтовые, болтовые, заклепочные и другие жесткие (кроме паяных и сварных): | ||||
а) из меди и ее сплавов, из алюминия и его сплавов без защитных покрытий контактных поверхностей | ||||
б) из меди и ее сплавов, из алюминия и его сплавов и из низкоуглеродистой стали, защищенные от коррозии покрытием контактных поверхностей соответствующим металлом, обеспечивающим стабильность переходного сопротивления лучше меди | ||||
в) из меди и ее сплавов и из низкоуглеродистой стали, защищенные от коррозии покрытием контактных поверхностей серебром | ||||
Контактные соединения, паянные мягкими оловянными припоями, когда пайка является главным способом, обеспечивающим механическую прочность соединения |
Продолжение табл. П.5
Гибкие соединения из меди: пластинчатые, плетеные, крученые с защитными от коррозии покрытиями контактных поверхностей |
Примечания:
1) При продолжительном режиме превышение температуры должно быть не более 55 °С.
2) Указанное превышение температуры при повторно-кратковременных режимах работы не должно быть больше, чем при испытаниях в условиях, когда на контактах возникает электрическая дуга.
3) Температура ограничивается теплостойкостью соседних частей, если слой серебра не повреждается электрической дугой и не стирается при испытаниях на механическую износоустойчивость при нагретых контактах. В противном случае эти контакты должны рассматриваться как не имеющие покрытия серебром.
4) Температура ограничивается теплостойкостью соседних частей, но не должна превышать 200 °С.
5) Температура устанавливается в соответствии со свойствами материала.
Таблица П.6. Допустимые температуры для частей электрических
аппаратов высокого напряжения (свыше 1000 В) [2]
Наименование частей электрических аппаратов | Наибольшая температура нагрева, °С | Превышение температуры при температуре окружающего воздуха 35 °С | ||
в воздухе | в масле | в воздухе | в масле | |
Токоведущие и нетоковедущие металлические части, не изолированные и не соприкасающиеся с изоляционными материалами | ||||
Токоведущие и нетоковедущие металлические части, не изолированные или соприкасающиеся с изоляционными материалами, а также детали из изоляционных материалов следующих классов: O A B, F, H, C | ‑ | ‑ | ||
Масло трансформаторное в верхнем слое: а) при использовании в качестве дугогасящей среды б) при использовании только в качестве изолирующей среды | ‑ ‑ | ‑ ‑ |
Продолжение табл. П.6
Контактные соединения: а) из меди или ее сплавов без покрытия серебром: - с нажатием, осуществляемым болтами, заклепками и другими элементами, обеспечивающими жесткость соединения - с нажатием, осуществляемым пружинами б) из меди или ее сплавов с гальваническим покрытием серебром в) из серебра или с накладками, припаянными серебряными припоями |
Класс O – непропитанные и непогруженные в масло волокнистые материалы: хлопчатобумажная пряжа, натуральный шелк, бумага, электрокартон и т.п. органические вещества.
Класс A – пропитанные или погруженные в масло волокнистые материалы, а также изделия из прессованной бумаги, пропитанной синтетическими смолами, пропитанное дерево и эмаль, служащая для покрытия проводников.
Класс C – слюда без связующих веществ, фарфор, стекло, кварц и подобные им неорганические материалы.
Кроме допускаемой температуры, ГОСТами установлена и температура окружающей среды , °С. Для большинства электрических аппаратов при расчете длительных режимов работы температура окружающей среды воздуха принимается равной +40 °С.
Таблица П.7. Физические постоянные проводниковых и реостатных материалов, применяемых в электрических аппаратах [2, 13]
Материал | Плот-ность, кг/м3 | Удель-ное со-против-ление при 0 °С, 10-8Ом∙м | Температурный коэффи-циент сопротивления, 10-3 К-1 | Тепло-провод-ность при 0 °С, Вт/(м∙К) | Температурный коэффициент теплопроводности, 10-4 К-1 | Тепло-емкость, Дж/(кг∙К) | Температурный коэффи-циент теплоемкости, 10-4 К-1 | Темпе-ратура плавле-ния, °С | Темпе-ратура испаре-ния, °С | Модуль упруго-сти, 1010 Н/м2 |
Алюминий твердотянутый | 2,62 | 4,2 | 4,5 | 4,7 | 7,06 | |||||
Бронза оловянистая твердотянутая | 14…16 | 0,6…0,7 | 17…20 | ‑ | 900… | ‑ | 10,8… 11,8 | |||
Бронза бериллиевая литая | 7,2…9 | ‑ | ‑ | - | ‑ | ‑ | ‑ | |||
Бронза бериллиевая твердотянутая | ‑ | 5,3 | ‑ | ‑ | ‑ | ‑ | ‑ | ‑ | 10,3 | |
Вольфрам | 5,1 | 4,2 | 0,3 | 34,3 | ||||||
Графит | 1700… | 700… | -1,3 | -5…-10 | 650… | ‑ | 0,3… 0,9 | |||
Дюралюмин | 3,3 | 2,2 | ‑ | ‑ | ‑ | |||||
Железо | 9…10 | 6,5 | 79,5 | -3,9 | 0,5 | 19,6… 21,6 |
Продолжение табл. П.7
Кадмий | 7,0 | 4,3 | -1,2 | ‑ | 4,9…6,7 | |||||
Константан (400…700) | 8700… | 45…52 | 0,003… 0,005 | ‑ | ‑ | ‑ | ‑ | ‑ | ‑ | |
Латунь Л68 твердотянутая | 7,0 | 1,5 | ‑ | 1,1 | ‑ | 10,8 | ||||
Латунь Л62 твердотянутая | ‑ | 7,2 | ‑ | ‑ | ‑ | ‑ | ‑ | ‑ | 9,8 | |
Латунь Л59 отожженная | 7,2 | ‑ | ‑ | ‑ | ‑ | ‑ | ‑ | 19,9… 9,8 | ||
Манганин (250…300) | 8100… | 42…50 | 0,03… 0,06 | ‑ | ‑ | ‑ | ‑ | ‑ | ‑ | |
Медь твердотянутая | 8700… | 1,62 | 4,3 | - | 1,0 | 10,8… 8,12 | ||||
Молибден | 4,5…5,0 | 4,3 | -3,0 | ‑ | 34,3 | |||||
Никель | 7,2 | 6,1 | -0,5 | 4,3 | 20,6 | |||||
Нихром (Х20Н80) (1000…1100)* | 100… | 0,14 | ‑ | ‑ | ‑ | ‑ | ‑ | ‑ | ||
Олово | 11,0 | 4,5 | -4,7 | 1,3 | 3,9…5,9 | |||||
Свинец | 19,5 | 4,1 | -5,0 | 0,9 | 327,4 | 1,57 | ||||
Серебро | 1,5 | 4,0 | -0,5 | 0,77 | 7,4 | |||||
Сталь | 10…13 | 9,0 | -4,0 | 7,3 | 1300… | ‑ | 20,6… 21,6 |
* В скобках указаны наибольшие рабочие температуры, оС
Таблица П.8. Основные свойства листовой электротехнической стали [13]
Марка стали | Толщина листа, мм | Магнитная индукция В, Тл, при напряженности магнитного поля, А/см | Полные удельные потери, Вт/кг, при 50 Гц и максимальных значениях индукции | Удельное электриче-ское сопро-тивление, 10-8Ом∙м | ||||||||
10 000 | 30 000 | 1,0 | 1,5 | 1,7 | ||||||||
не менее | не более | не менее | ||||||||||
Горячекатаные стали | ||||||||||||
0,1 | ‑ | ‑ | 1,53 | 1,63 | 1,76 | 2,0 | 5,8 | 13,4 | ‑ | |||
0,5 | ‑ | ‑ | 1,53 | 1,64 | 1,74 | 2,0 | 3,3 | 7,7 | ‑ | |||
1,0 | ‑ | ‑ | 1,50 | 1,62 | 1,75 | 1,98 | 5,5 | 12,5 | ‑ | |||
0,5 | ‑ | ‑ | 1,50 | 1,62 | 1,75 | 1,98 | 3,2 | 7,5 | ‑ | |||
0,5 | ‑ | ‑ | 1,50 | 1,62 | 1,75 | 1,98 | 2,8 | 6,5 | ‑ | |||
0,5 | ‑ | ‑ | 1,48 | 1,59 | 1,73 | 1,95 | 2,5 | 6,1 | ‑ | |||
0,5 | ‑ | ‑ | 1,48 | 1,59 | 1,73 | 1,95 | 2,2 | 5,3 | ‑ | |||
0,5 | ‑ | ‑ | 1,46 | 1,57 | 1,72 | 1,94 | 2,0 | 4,4 | ‑ | |||
0,35 | ‑ | ‑ | 1,46 | 1,57 | 1,71 | 1,92 | 1,6 | 3,6 | ‑ | |||
0,5 | ‑ | ‑ | 1,46 | 1,57 | 1,71 | 1,92 | 1,8 | 3,9 | ‑ | |||
0,35 | ‑ | ‑ | 1,46 | 1,57 | 1,71 | 1,92 | 1,4 | 3,2 | ‑ | |||
Продолжение табл. П.8
0,5 | ‑ | 1,30 | 1,46 | 1,57 | 1,71 | 1,90 | 1,55 | 3,5 | ‑ | ||
0,35 | ‑ | 1,30 | 1,46 | 1,57 | 1,70 | 1,90 | 1,35 | 3,0 | ‑ | ||
0,5 | ‑ | 1,29 | 1,45 | 1,56 | 1,69 | 1,89 | 1,4 | 3,1 | ‑ | ||
0,35 | ‑ | 1,29 | 1,45 | 1,56 | 1,69 | 1,89 | 1,2 | 2,8 | ‑ | ||
0,5 | ‑ | 1,29 | 1,44 | 1,55 | 1,69 | 1,89 | 1,25 | 2,9 | ‑ | ||
0,35 | ‑ | 1,29 | 1,44 | 1,55 | 1,69 | 1,89 | 1,05 | 2,5 | ‑ | ||
0,5 | ‑ | 1,29 | 1,44 | 1,55 | 1,69 | 1,89 | 1,15 | 2,7 | ‑ | ||
0,35 | ‑ | 1,29 | 1,44 | 1,55 | 1,69 | 1,89 | 0,9 | 2,2 | ‑ | ||
0,35 | 1,21 | 1,30 | 1,44 | ‑ | ‑ | ‑ | 19,0 | ‑ | ‑ | ||
0,20 | 1,2 | 1,29 | 1,42 | ‑ | ‑ | ‑ | 12,5 | ‑ | ‑ | ||
0,10 | 1,19 | 1,28 | 1,4 | ‑ | ‑ | ‑ | 10,5 | ‑ | ‑ | ||
Холоднокатаные стали | |||||||||||
0,5 | ‑ | ‑ | 1,55 | 1,64 | 1,76 | 2,0 | 2,5 | 5,8 | ‑ |
Таблица П.9. Физические свойства воды на линии насыщения [8]
Температура , °С | Давление , бар | Плотность , кг/м3 | Теплоем-кость , Дж/(кг∙К) | Теплопро-водность , 10-2 Вт/(м∙К) | Коэффици-ент темпе-ратуропро-водности a, 10-8м2/с | Динами-ческая вязкость , 10-6 Н∙с/м2 | Кинема-тическая вязкость , 10-6 м2/с | Коэффици-ент объем-ного рас-ширения , 10-4 К-1 | Поверх-ностное натяже-ние , 10-4 Н/м | Крите-рий Пран-дтля Pr |
1,013 | 999,9 | 55,1 | 13,1 | 1,789 | - 0,63 | 756,4 | 13,67 | |||
1,013 | 999,7 | 57,4 | 13,7 | 1,306 | 0,70 | 741,6 | 9,52 | |||
1,013 | 998,2 | 59,9 | 14,3 | 1,006 | 1,82 | 726,9 | 7,02 | |||
1,013 | 995,7 | 61,8 | 14,9 | 801,5 | 0,805 | 3,21 | 712,2 | 5,42 | ||
1,013 | 992,2 | 63,5 | 15,3 | 653,3 | 0,659 | 3,87 | 696,5 | 4,31 | ||
1,013 | 988,1 | 64,8 | 15,7 | 549,4 | 0,556 | 4,49 | 676,9 | 3,54 | ||
1,013 | 983,2 | 65,9 | 16,0 | 469,4 | 0,478 | 5,11 | 662,2 | 2,98 | ||
1,013 | 977,8 | 66,8 | 16,3 | 406,1 | 0,415 | 5,70 | 643,5 | 2,55 | ||
1,013 | 971,8 | 67,4 | 16,6 | 355,1 | 0,365 | 6,32 | 625,9 | 2,21 | ||
1,013 | 965,3 | 68,0 | 16,8 | 314,9 | 0,326 | 6,95 | 607,2 | 1,95 | ||
1,013 | 958,4 | 68,3 | 16,9 | 282,5 | 0,295 | 7,52 | 588,6 | 1,75 |
Таблица П.10. Физические свойства трансформаторного масла в зависимости от температуры [8]
Температура , °С | Плотность , кг/м3 | Теплоемкость , Дж/(кг∙К) | Теплопроводность , Вт/(м∙К) | Динамическая вязкость , 10-4 Н∙с/м2 | Кинематическая вязкость , 10-6 м2/с | Коэффици-ент темпе-ратуропро-водности a, 10-8м2/с | Коэффици-ент объем-ного рас-ширения , 10-4 К-1 | Критерий Прандтля Pr |
892,5 | 0,1123 | 629,8 | 70,5 | 8,14 | 6,80 | |||
886,4 | 0,1115 | 335,5 | 37,9 | 7,83 | 6,85 | |||
880,3 | 0,1106 | 198,2 | 22,5 | 7,56 | 6,90 | |||
874,2 | 0,1098 | 128,5 | 14,7 | 7,28 | 6,95 | |||
868,2 | 0,1090 | 89,4 | 10,3 | 6,03 | 7,00 | |||
862,1 | 0,1082 | 65,3 | 7,58 | 6,80 | 7,05 | |||
856,0 | 0,1072 | 49,5 | 5,78 | 6,58 | 7,10 | 87,8 | ||
850,0 | 0,1064 | 38,6 | 4,54 | 6,36 | 7,15 | 71,3 | ||
843,9 | 0,1056 | 30,8 | 3,66 | 6,17 | 7,20 | 59,3 | ||
837,8 | 0,1047 | 25,4 | 3,03 | 6,00 | 7,25 | 50,5 | ||
831,8 | 0,1038 | 21,3 | 2,50 | 5,83 | 7,30 | 43,9 | ||
825,7 | 0,1030 | 18,1 | 2,20 | 5,67 | 7,35 | 38,8 | ||
819,6 | 0,1022 | 15,7 | 1,92 | 5,50 | 7,40 | 34,9 |
Таблица П.11. Физические свойства сухого воздуха (p=760 мм рт.ст.) [8]
Темпера-тура , оС | Плот-ность , кг/м3 | Теплоем-кость , Дж/(кг∙К) | Тепло-провод-ность , 10-2 Вт/(м∙К) | Коэффи-циент темпера-туропро-водности a, 10-6м2/с | Динами-ческая вязкость , 10-6 Н∙с/м2 | Кинема-тическая вязкость , 10-6 м2/с | Крите-рий Пранд-тля Pr |
- 50 | 1,584 | 2,04 | 12,7 | 14,6 | 9,23 | 0,728 | |
- 30 | 1,453 | 2,20 | 14,9 | 15,7 | 10,80 | 0,723 | |
- 10 | 1,342 | 2,36 | 17,4 | 16,7 | 12,43 | 0,712 | |
1,293 | 2,44 | 18,8 | 17,2 | 13,28 | 0,707 | ||
1,247 | 2,51 | 20,0 | 17,6 | 14,16 | 0,705 | ||
1,205 | 2,59 | 21,4 | 18,1 | 15,06 | 0,703 | ||
1,128 | 2,76 | 24,3 | 19,1 | 16,96 | 0,699 | ||
1,060 | 2,90 | 27,2 | 20,1 | 18,97 | 0,696 | ||
1,000 | 3,05 | 30,2 | 21,1 | 21,09 | 0,692 | ||
0,946 | 3,21 | 33,6 | 21,9 | 23,13 | 0,688 | ||
0,854 | 3,49 | 40,3 | 23,7 | 27,80 | 0,684 | ||
0,674 | 4,27 | 61,0 | 27,4 | 40,61 | 0,677 | ||
0,566 | 4,91 | 81,9 | 31,4 | 55,46 | 0,676 | ||
0,456 | 5,74 | 115,3 | 36,2 | 79,38 | 0,687 | ||
0,362 | 6,71 | 163,4 | 41,8 | 115,40 | 0,706 | ||
0,277 | 8,07 | 245,9 | 49,0 | 177,10 | 0,719 |
Таблица П.12. Степень черноты полного излучения различных
материалов [1, 8]
Материал и характер поверхности | , °С | |
Металлы | ||
Алюминий шероховатый | 0,055 | |
Алюминиевые краски | 0,27…0,67 | |
Вольфрам | 230…2230 | 0,053…0,31 |
Вольфрамовая нить | 0,39 | |
Железо сварочное, полированное | 40…250 | 0,28 |
Жесть белая не новая | Комнатная | 0,28 |
Латунь прокатанная | 0,06 | |
Латунь обработанная наждаком | 0,20 | |
Медь полированная | 0,04 | |
Медь окисленная | Комнатная | 0,60 |
Олово | 0,043…0,064 | |
Ртуть очень чистая | 0…100 | 0,09…0,12 |
Сталь вальцованная | Комнатная | 0,65 |
Сталь листовая, луженая, блестящая | 0,043…0,064 | |
Сталь листовая оцинкованная окисленная | 0,276 | |
Неметаллические материалы | ||
Асбестовая бумага | 40…370 | 0,93…0,95 |
Асбестовый картон | 0,96 | |
Бумага | 0…100 | 0,95…0,96 |
Вода | 0,8…0,9 | |
Лак белый | Комнатная | 0,95 |
Лак черный матовый | 40…95 | 0,96…0,98 |
Масляные краски разных цветов | 0,92…0,96 | |
Резина | 0,95 | |
Сажа ламповая | Комнатная | 0,95 |
Фарфор глазурованный | 0,924 | |
Шеллак черный блестящий на луженом железе | 0,82 |
Таблица П.13. Формулы для определения тепловых сопротивлений
в некоторых частных случаях
Наименование | Эскиз | Удельное тепловое сопротивление , К/(Вт∙м2) | |||
Плоская стенка без внутренних источников теплоты |
Ф S
| ||||
Слоистая плоская стенка без внутренних источников теплоты | S Ф | ||||
Цилиндрическая стенка без внутренних источников теплоты | R r l Ф | ||||
Слоистая цилиндрическая стенка без внутренних источников теплоты | Ф |
Продолжение табл. П.13
Плоская стенка с равномерно распределенными источниками теплоты |
Ф S
| ||||
Цилиндрическая стенка с равномерно распределенными источниками теплоты (теплоотдача с наружной поверхности) | R r l q Ф | ||||
Цилиндрическая стенка с равномерно распределенными источниками теплоты (теплоотдача с внутренней поверхности) | R r
Ф l q
| ||||
Сплошной цилиндр с равномерно распределенными в нем источниками теплоты | R l Ф |
Продолжение табл. П.13
Между твердой поверхностью площади F и газообразной или жидкой средой | Ф | |
Однородный стержень без внутренних источников теплоты | l Ф S | f – периметр поперечного сечения |
Таблица П.14. Физические характеристики изоляционных
материалов [2], [13]
Наименование материала | Плотность , кг/м3 | Теплопровод-ность , Вт/(м∙К) | Удельная тепло-емкость , Дж/(кг∙К) |
Аминопласт | 1600…1800 | 0,126…0,314 | |
Асбест листовой | 0,117 | ||
Бакелит | 150…1080 | 0,12…0,25 | 1250…1670 |
Битум (температура размягчения 100 °С) | 1000…1400 | 0,1 | ‑ |
Бумага обыкновенная | ‑ | 0,14 | |
Бумага, пропитанная маслом | 700…800 | 0,21 | ‑ |
Винипласт | 1300…1400 | 0,163…0,167 | ‑ |
Гетинакс | 1250…1400 | 0,17…0,173 | 1250…1670 |
Картон | 900…1100 | 0,12…0,16 | |
Лакоткани | 900…1200 | 0,12…0,26 | ‑ |
Песок речной сухой | 0,3…0,38 | ||
Полихлорвинил | 1250…1400 | 0,09 | ‑ |
Полиэтилен | 920…960 | 0,25…0,33 | 2100…2900 |
Прессшпан | 900…1150 | 0,22…0,26 | ‑ |
Резина | 0,16 | ||
Слюда | 2800…3000 | 0,43…0,48 | ‑ |
Стеклоткани на кремнийорганике | 1250…1350 | 0,2…0,26 | ‑ |
Текстолит | 1300…1400 | 0,17…0,175 | 1250…1670 |
Фарфор изоляторный | 1,0…1,5 | ||
Фторопласт-4 | 2100…2300 | 0,247…0,251 | |
Шелк | 0,043…0,058 | ‑ | |
Эбонит | 1140…1250 | 0,125…0,167 |
Таблица П.15. Значения коэффициентов теплопроводности изоляции
различных обмоточных проводников [1]
Марка провода | ПОЖ | ПСМДК-1 | ПСДК | ПСД | ПДА | ПЭЛ |
, Вт/(м∙К) | 0,2 | 0,2 | 0,157 | 0,222 | 0,104 | 0,08 |
°С | 300…500 | 250…350 | 150…350 | 100…250 | 50…200 | 50…140 |
Марка провода | ПЭВ | ПЭВТЛ | ПЭТВ | ПЭЛШО | ПЭТЛО | ПБД, ПОБД |
ПЭВТЛ | ПЭТВ | ПЭЛШО | ПЭТЛО | ПБД, ПОБД | ||
, Вт/(м∙К) | 0,122 | 0,134 | 0,129 | 0,078 | 0,097 | 0,13 |
°С | 50…140 | 50…140 | 50…140 | 50…140 | 50…140 | 50…140 |
Таблица П.16. Удельное сопротивление проводниковой меди