Теория и разработка низкотемпературных композиционных электрообогревателей

• Автор: Халин, Михаил Васильевич
• Шифр специальности: 01.04.13
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 1998
• Место защиты: Барнаул
• Количество страниц: 330 с. : ил.

АЛТАЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМ. И.И. ПОЛЗУНОВА
На правах рукописи УДК 621.316.8:691
Халин Михаил Васильевич
ТЕОРИЯ И РАЗРАБОТКА НИЗКОТЕМПЕРАТУРНЫХ КОМПОЗИЦИОННЫХ ЭЛЕКТРООБОГРЕВАТЕЛЕЙ
Специальности: 01.04.13 - электрофизика;
01.04.14 - теплофизика и молекулярная физика
Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук
Научный консультант
д.ф.-м.н., профессор В.В. Евстигнеев
Барнаул, 1998 г.
ОГЛАВЛЕНИЕ
Список обозначений
Введение
Глава первая. Состояние вопроса и задачи исследований
1.1 Определение объекта исследований
1.2 Обзор исследований в области создания НТКЭ
1.2.1 Механизм электропроводности полимерных ЭПКМ
1.2.2 Теоретические основы расчета электрической
и тепловой проводимостей ЭПКМ
1.2.3 Технологические особенности изготовления НТКЭ
1.3 Схемы электрообогревателей и их расчетные модели
1.3.1 Схемы электрообогревателей
1.3.2 Расчетная модель при определении
электрической проводимости
1.3.3 Расчетная модель при определении
тепловой проводимости
1.4 Выводы и постановка задач
Глава вторая. Расчет электрических проводимостей
электрообогревателей с электродами, размещенными
на поверхности резистивного материала
2.1 Методика расчета
2.2 Электрическая проводимость
между копланарными электродами
2.3 Электрическая проводимость
между компланарными электродами
2.4 Электрическая проводимость между копланарными электродами с учетом их смещения

2.5 Электрическая проводимость между двумя электрически
соединенными парами копланарных электродов
Выводы
Глава третья. Расчет электрических проводимостей
электрообогревателей с копланарными электродами,
размещенными в резистивном материале
3.1 Электрическая проводимость между
тонкими электродами
3.2 Электрическая проводимость между электродами
с учетом их толщины
3.3 Электрическая проводимость между электродами
с учетом их смещения
Выводы
Глава четвертая. Расчет тепловой проводимости
электрообогревателя
4.1 Точный расчет
4.2 Расчет численных значений
4.3 Приближенные расчетные формулы
Выводы
Глава пятая. Расчет и проектирование электрообогревателей
5.1 Методика расчета
5.2 Расчет и проектирование электрообогревателя с копланарными электродами, размещенными
на поверхности резистивного материала
5.3 Расчет и проектирование электрообогревателя с копланарными электродами, размещенными
в резистивном материале
Выводы

Впервые термин "обобщенная проводимость" был введен Оделевским
В.И. [39]. Автором теоретически и экспериментально показана аналогия между электрическими и тепловыми параметрами гетерогенных систем.
В работах Заричняка Ю.П., Дульнева Г.И., Коваленко Ю.А., Емеца Ю.П. выполнен анализ современных подходов к рассмотрению тепловых и электрофизических процессов в гетерогенных смесях с точки зрения обобщенной проводимости [1, 3, 5,40].
В настоящей работе также используется понятие обобщенной проводимости, т.е. математической аналогии между электрическими и тепловыми параметрами. Для удобства расчетов и понимания физических процессов целесообразно рассмотреть раздельно электрическую и тепловую модели электрообогревателей.
1.3.2 РАСЧЕТНАЯ МОДЕЛЬ ПРИ ОПРЕДЕЛЕНИИ
ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ПРОВОДИМОСТИ
Обычно электрообогреватель питается переменным током с частотой 50 Гц. Электрические поля и токи при таких частотах являются квазистацио-нарными, что следует из критерия 21« А', где 21 - наибольший размер резистивного материала, А' - длина волны питающего напряжения. При / = 50 Гц и скорости света с0 = 3 108 м/с
А/ = =ЗЛ0

так как 21 < 1 м, то длина волны переменного тока примерно на шесть порядков превышает размер электрообогревателя. Это подтверждает квазистационарность поля, из которой следует, что параметры, характеризующие работу электрообогревателя, можно считать сосредоточенными [146].