Методика розрахунку
1. Променистий тепловий потік проводу в навколишнє середовище:
Вт / м Qпр = e—Ч—с0 Ч—(Т /100)4 Ч—F = e—Ч—с0 Ч—[(tпр + 273)/100)]4 Ч—p—Ч—d Ч—L
2. Середня температура повітря біля проводу, 0С:
tср = 0,5 Ч—(tпр + tнс)
Теплофізичні параметри повітря вибираємо із довідника [8, 9] :
Коефіцієнт теплопровідності l—= 0,0364 Вт / (м Ч—К) ;
Кінематична в’язкість n—= 30,1 Ч—10−6 м2/с ;
Коефіцієнт температуропровідності a = 43,9 Ч—10−6 м2/с ;
Коефіцієнт температурного розширення b—= 1 / (160 + 273) = 2,3 ??10−3 1/град; Критерій Прандтля Pr = 0,682 .
3. Критерій Релея:
Ra = Gr Ч—Pr = b—Ч—g Ч—Dt Ч—d3 / (n—Ч—а)
Різниця температурDt = tпрtнс Оскільки 10−3 < Ra < 102, то критеріальне рівняння теплообміну має вигляд:
Nu = 1,18 Ч—(Ra)1/8
Якщо Ra> 6Ч—1010, то критеріальне рівняння теплообміну має вигляд:
Nu = 0,15 Ч—(Ra)0,33.
Якщо Ra<1, то критеріальне рівняння теплообміну приймається рівним:
Nu =0.5.
- 4. Коефіцієнт тепловіддачі конвекцією, Вт / (м2 Ч—К)
- a—= Nu Ч—l—/ d = 1,434 Ч—0,0364 / 10−3 = 5,22
- 5. Конвективний тепловий потік, Вт / м
Qк = a—Ч—Dt Ч—p—Ч—d Ч—L
6. Загальний тепловий потік від провода в навколишнє середовище, Вт/м.
Q = Qпр + Qк
7. Електричний опір 1 м проводу, Ом/м.
R = 4 Ч—r0 Ч—L / (p—Ч—d2)
8. Оскільки Q = I2 Ч—R, то допустима сила струму, що може проходити через провід і температура його не буде перевищувати 300 0С.
І = (Q / R)½
