Электротепловые процессы в токоведущих проводниках произвольной конфигурации : Теория и практика

• Автор: Алиферов, Александр Иванович
• Шифр специальности: 05.09.10
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 271 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
1. Современное состояние исследований и методов расчета электро-тепловых процессов в токоведущих проводниках
электротехнологического оборудования ;
1.1. Аналитические методы исследований электротепловых процессов в прямолинейных проводниках
1.1.1. Моделирование электромагнитных процессов
1.1.2. Моделирование тепловых процессов
1.2. Численные методы расчета электротепловых процессов в токоведущих проводниках
1.2.1. Моделирование электромагнитных процессов
1.2.2. Моделирование тепловых процессов
1.3. Методы расчета параметров установок электроконтактного нагрева
1.4. Выводы по литературному обзору
2. Общая постановка физико-математической модели электротепловых процессов в токоведущих проводниках произвольной конфи-гурании
2.1. Постановка задачи исследования
2.2. Общая характеристика электроконтактного нагрева изделий сложной конфигурации
2.2.1. Исследование разнотолщинности стенок изогнутых труб
2.2.2. Влияние технологических операций и конструктивного исполнения изделия на удельное электросопротивление материала
2.2.3. Процесс теплоотдачи с наружной поверхности криволинейного изделия
2.2.4. Влияние перераспределения плотности тока на поле температур по периметру криволинейного изделия
2.3. Экспериментальные исследования электротепловых процессов
в многослойном плазменно-напыленным электронагревателе
2.3.1. Постановка экспериментального исследования
2.3.2. Эксплуатационные характеристики и температурное
поле нагревательного элемента
2.4. Выводы по главе
3. Исследование электротепловых процессов в то ко ведущих криволинейных проводниках круглого сечения
3.1. Электромагнитные явления при электроконтактном нагреве криволинейных изделий
3.2. Теплообмен при электроконтактном нагреве
изделий сложной формы
3.2.1. Постановка исследования.
(Описание физической модели)
3.2.2. Математическая модель теплового режима электроконтактного нагрева криволинейных изделий
3.3. Моделирование температурного поля в поперечном сечении индуктора индукционной тигельной печи
3.3.1. Тепловые процессы в водоохлаждаемом индукторе индукционной тигельной печи
3.3.2. Математическая модель температурного поля
индуктора круглого сечения
3.3.3. Расчет температурных полей индукторов
3.4. Выводы по главе
4. Исследование электротепловых процессов в токоведущих
плоских проводниках
4.1. Математическая модель электромагнитных процессов
в токоведущем листовом проводнике
4.2. Исследование распределения температурного поля по сечению плоских металлических листовых изделий
4.3. Тепловые режимы работы плоских нагревательных элементов
4.3.1. Тепловая модель плоского пленочного
нагревательного элемента
4.3.2. Анализ результатов расчета
4.3.3. Рекомендации для практического использования результатов исследований
4.4. Выводы по главе
5. Промышленная реализация исследований электротепловых процессов в токоведущих проводниках произвольной
конфигурации
5.1. Разработка установок электроконтактного нагрева
длинномерных изделий
5.1.1. Классификация методов выравнивания температурного
поля при электроконтактном нагреве
5.1.2. Исследование выравнивающего эффекта при разнотолщинной тепловой изоляции
5.1.3. Выравнивание температурного поля с помощью механически перемещаемых магнитопроводов (эффект паза)
5.2. Сравнительный анализ энергетических показателей установок электроконтактного, печного и
индукционного нагрева
5.3. Разработка плоских пленочных плазменно-
-напыленных электронагревателей
5.3.1. Механизм разрушения плоского плазменно-
напыленного нагревателя
5.3.2. Методика расчета плоских плазменно-
напыленных электронагревателей
5.3.3. Рекомендации по конструированию плоских
пленочных электронагревателей
5.4. Особенности применения плоских нагревательных систем
в электропечах сопротивления непрерывного действия
5.5. Выводы по главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Список литературы.

где /4, — корень характеристического уравнения.
7о()
/(ц) Ві

2 В і
(р2„+і?/2)-/0(цп)
(1.29)
Проведем анализ выражения (1.28) [24]. В зависимости от интенсивности теплообмена на поверхности реальных токоведущих проводников критерий Био может изменяться от малых значений (21/—>0) до больших (2?/—>со).
При критерии Вц стремящемся К 00, корни /4, являются корнями функции 20(/4,), а коэффициенты Ап будут равны
При таких условиях температура на поверхности цилиндра Тпов моментально с начала режима нагрева становится равной температуре среды Тж и сердцевина у него будет прогреваться за счет внутренних источников.
Этот случай соответствует интенсивному охлаждению цилиндрического проводника с его наружной поверхности, когда коэффициент теплоотдачи конвекцией достигает значений, превышающих нескольких тысяч Вт/(м2К) при коэффициенте теплопроводности проводника не более 10 Вт!(м -К) и радиусе более 0,200 м. В реальной практике такие случаи токоведущих элементов крайне редки.
При очень малом критерии Вг (2?/—>0) коэффициент И,—>1, а остальные Л„->0, 1(/.1п)—>0, а д,2=2-В! [24]. Поэтому решение (1.28) можно записать в виде
М-« ’ А (М’и )
Тогда решение (1.28) преобразуется к виду
(1.30)