Создан заказ №1679265
17 января 2017
Электрошина сечением 100х10мм2 и удельным сопротивлением ρ установленная на ребро
Как заказчик описал требования к работе:
Задание: решить контрольную по теплоэнергетике и теплотехнике, срок 2 дня, очень нужно! Расписывайте, пожалуйста, подробное решение для каждой задачи.
Фрагмент выполненной работы:
Электрошина сечением 100х10мм2 и удельным сопротивлением ρ, установленная на ребро, охлаждается свободным потоком воздуха, температура которого tж. При установившейся электрической нагрузке температура электрошины не должна превышать 70 °C. Вычислить коэффициент теплоотдачи α, величину теплового потока, теряемую в окружающую среду, если длина электрошины l, и допустимую силу тока.
Исходные данные:
Вариант tж, ˚C ρ, ом мм2/м ℓ, м tс, ˚C a, мм b, мм S, мм2
15 22 0,029 2 70 100 10 1000
365760015494000400050015494000365760015494000308610015494000274320015494000
274701025145900240982525209500
23907754826000
308610025400000a
354330025400036576002540002743200254000
24098259398000 b ℓ
Решение:
Теплообмен происходит за счет свободной конвекции. (работа была выполнена специалистами Автор 24) Шина соприкасается с воздухом, который является агентом теплообмена, как горизонтальной, так и вертикальной поверхностями, скорость теплообмена с которыми будет различной.
Из справочника выписываем физические постоянные воздуха при температуре
среды: tm = 0,5( tж + tс ) = 0,5( 22,0 + 70,0 ) = 46,0 ˚C
Кинематическая вязкость: ν = 17,55 ·10-6 м2/с
Коэффициент теплопроводности: λ = 2,8 ·10-2 Вт( м · К)
Коэффициент объемного расширения воздуха:
β = 0,0031 1/К
Число Прандтля для воздуха, соответствующее температуре среды:
Prm = 0,698
Число Прандтля для воздуха, соответствующее температуре стенки:
Prс = 0,694
Для расчета коэффициентов теплоотдачи в условиях естественной конвекции будем использовать зависимость определения критерия Нуссельта вида:
Nu=B∙[Gr∙Prm]nPrmPrc0,25
Для определения коэффициентов В и n воспользуемся табличными данными, приведенными в методическом пособии к настоящей контрольной работе.
Вертикальная поверхность Горизонтальная поверхность
Gr·Prm 103 – 109 > 109 103 – 109
В 0,76 0,15 0,5
n 0,25 0,33 0,25
Определим число Грасгоффа по формуле:
Gr=βgL3(tc-tж)ν2
В этой формуле L – определяющий размер. Если мы рассматриваем теплоотдачу конвекцией с вертикальных стенок, то в качестве определяющего размера необходимо брать высоту шины: L = a. Для вычисления параметров теплоотдачи с горизонтальной части шины определяющий размер будет равен L = l.
Рассматриваем теплоотдачу конвекцией с вертикальных стенок.
Вычисляем число Грасгоффа:
Gr = β·g·а3·(tc – tв) = 3,13 ·10-3·9,81· 0,1 3·( 70 – 22 ) = 0,48 ·107
ν2
( 17,55 ·10-6)2
Находим произведение:
[ Gr·Prm] = 0,33 ·107
Выбираем коэффициенты:
В = 0.76 n = 0.25
Число Нуссельта:
Nu = 0,76 ·[ 0,33 ·107] 0,25 ·( 0,698 ) 0,25 = 32,55
0,694
Коэффициент теплоотдачи от трубы к воздуху:
αв = λ·Nu = 0,028 · 32,55 = 9,12 Вт
a
0,1
м2· К
Рассматриваем теплоотдачу конвекцией с горизонтальной поверхности.
Вычисляем число Грасгоффа:
Gr = β·g·l3·(tc – tв) = 3,13 ·10-3·9,81· 2 3·( 70 – 22 ) = 38,3 ·109
ν2
( 17,55 ·10-6)2
Находим произведение:
[ Gr·Prm] = 26,75 ·109
Выбираем коэффициенты:
В = 0.5 n = 0.25
Число Нуссельта:
Nuг = 0,5 ·[ 26,8 ·107] 0,25 ·( 0,698 ) 0,25 = 202,53
0,694
Коэффициент теплоотдачи от трубы к воздуху:
αг = λ·Nuг = 0,028 · 202,53 = 2,84 Вт
l
2
м2· К
Определим площадь горизонтальной и вертикальной поверхностей.
Sв=2b+la=20,01+10,1=0,202 м2
Sг=bl=0,01∙1=0,01 м2
Сечение шины:
S=ba=0,01∙0,1=0,001 м2
Тепловой поток в окружающую среду:
Q = (αв·Sв + αг·Sг)·(tc – tж) = ( 9,12 · 0,402 + 2,84 · 0,02 )·(70 – 22,0 ) = 178,7 Вт
В условии задачи не задан термический коэффициент изменения сопротивления материала шины в зависимости от температуры, поэтому считаем, что удельное сопротивление приведено при максимально возможной температуре tс = 70˚C.
Электрическое сопротивление шины:
R=ρlS
Допустимая сила тока:
I=QR=QSρl=178,7∙0,0012,6∙10-6∙2=185,3 А
Ответить на вопросы:
1...Посмотреть предложения по расчету стоимости
Заказчик
заплатил
заплатил
200 ₽
Заказчик не использовал рассрочку
Гарантия сервиса
Автор24
Автор24
20 дней
Заказчик принял работу без использования гарантии
18 января 2017
Заказ завершен, заказчик получил финальный файл с работой
5
Электрошина сечением 100х10мм2 и удельным сопротивлением ρ установленная на ребро.docx
2017-01-21 20:58
Последний отзыв студента о бирже Автор24
Общая оценка
5
Положительно
Хороший автор. Быстро отвечает на сообщения. Работу выполнил отлично. Выполняет все условия заказчика. Рекомендую!
Хочешь такую же работу?
300 ₽
