Нагрев и охлаждение трансформаторов - Киш Л.
Скачать (прямая ссылка):
друг от друга только высотой, параметр К для отдельных радиаторов может быть определен по формуле (3-26а):
Рис. 3-13. Эскиз радиатора.
Пусть Тогда Значения параметра В в диапазоне изменения средней температуры пограничного слоя масла от 40 до приведены в табл. 3-2.
Значения KB и , а также расчетные значения в зависимости от для двух радиаторов при двух значениях потерь даны в табл. 3-3 и 3-4.
Таблица 3-2
Значения параметра В в зависимости от средней температуры пограничного слоя масла
40 0,668 80 0,596 50 0,645 90 0,587 60 0,623 100 0,582 70 0,610 Таблица 3-3
Данные к расчету перепада температуры между маслим и стенкой радиатора высотой в зависимости от средней температуры пограничного слоя масла при тепловых потоках Р= 100 и 500 Вт
при P=100 Вт при P=500 Вт 40 0,1145 0,1397 3,97 12,70 50 0,1105 0,1350 3,84 12,30 60 0,1068 0,1312 3,74 11,95 70 0,1045 0,1281 3,67 11,67 80 0,1020 0,1258 3,58 11,45 90 0,1002 0,1235 3,52 11,22 100 0,0997 0,1228 3,49 11,18
Таблица 3-4
Данные к расчету перепада температуры между маслим и стенкой радиатора высотой в зависимости от средней температуры пограничного слоя масла при тепловых потоках Р= 100 и 1000 Вт
при P=100 Вт при P=500 Вт 40 0,0430 0,05771 1,640 8,75 50 0,0415 0,05530 1,575 8,40 60 0,0401 0,05350 1,520 8,13 70 0,0392 0,05240 1,490 7,97 80 0,0383 0,05140 1,465 7,80 90 0,0377 0,05080 1,448 7,72 100 0,0374 0,05030 1,432 7,65
Влияние скорости масла на перепад температуры между маслом и стенкой радиатора
Кривые на рис. 3-14 и 3-15, построенные по данным табл. 3-3 -1 3-4, изображают зависимости теплового потока от перепада температуры между маслом и стенкой для двух радиаторов, причем для обоих случаев это означает, что скорость масла при одинаковом тепловом потоке для радиатора с должна быть больше, чем для радиатора с в 2,67 раза
(Это утверждение противоречит уравнению (3-24), если радиаторы имеют одинаковые секции и одинаковое их число).
Рис. 3-14. Зависимость теплового потока P секции радиатора от перепада температуры между маслом и стенкой радиатора при естественной циркулляции масла и
Рис. 3-14. Зависимость теплового потока P секции радиатора от перепада температуры между маслом и стенкой радиатора при естественной циркулляции масла и
Возникает ли в действительности такая скорость, естественно зависит от действующей в контуре циркуляции подъемной силы и потери давления. Это можно увидеть на рис. 3-15. относящемся к радиатору с , поскольку для него при тех же значениях Р перепад температуры значительно меньше, чем для радиатора с .
Из формулы (3-26) для расчета перепада температуры , если скорость масла удвоить, т. е. вместо выбрать , то новое значение перепада температуры
.
Таким образом, при удвоении скорости масла и без того малое значение уменьшится, но не в 2 раза, а составит примерно 88% первоначального значения. Удвоение теплового потока приводит к увеличению перепада температуры в раза.
Увеличение скорости масла, например, с помощью насоса без увеличения теплоотдачи со стороны воздуха не приведет к существенному увеличению теплового потока радиатора. В случае принудительного движения воздуха увеличение скорости циркуляции масла становится обоснованным, поскольку масло при циркуляции за счет гравитационных сил и в связи с наличием гидравлического сопротивления в радиаторах может передавать соответствующий увеличенному коэффициенту теплоотдачи со стороны воздуха тепловой поток только при большом осевом перепаде температуры масла в радиаторе.
3-3. Потери давления в радиаторах
Средняя осевая вязкость масла в радиаторе
Введение такого понятия необходимо для расчета потери давления. Под средней осевой вязкостью масла в радиаторе высотой подразумевается величина, найденная по выражению
(3-27)
где h-независимая переменная, равная расстоянию между верхней и рассматриваемой точками радиатора. Зависимость найдем, исходя из заданных зависимостей и :
.
Заменим пределы интегрирования, выраженные через предельные значения h, на соответствующие им температуры:
(3-27a)
Зависимость , соответствующая конденсаторному распределению температуры, определяется из уравнения (3-40):
(3-28)
Поскольку найти проще, преобразуем :
Дифференцируя уравнение (3-28), находим:
(3-28a)
Тогда с учетом уравнений (3-6) и (3-28) получаем следующие выражения для средней осевой вязкости масла в радиаторе:
(3-29)
Таблица 3-5
Значения функции , необходимые для расчета средней осевой вязкости масла при различных температурах масла и температурax воздуха,
25 1,8 - - 30 1,05 2,1 - 35 0,68 1,132 3,4 40 0,467 0,7 1,4 45 - - 0,765 50 0,243 0,323 0,485 60 0,14 0,175 0,233 70 0,09 0,118 0,135 80 0,06 0,07 0,084 90 0,0437 0,05 0,0583 100 0,0333 0,0376 0,0428
Если для , в интервале температур воспользоваться зависимостью
(3-30)
(3-31)
Рис. 3-16. Зависимость величины от температуры масла при трех значениях температуры воздуха .
Определенный интеграл в уравнении (3-29) проще всего вычислить, если при заданном значении построить зависимость и полеченному графику найти площадь, ограниченную кривой, при предельных значениях температуры . Для облегчения дальнейших расчетов зависимость была рассчитана для значений исходя из данных табл. 1-1. По результатам этих расчетов, приведенных в табл. 3-5, были построены графики рис. 3-16.
