TÍNH TOÁN NHIỆT Chương 6b

Chia sẻ: Nguyen Van Binh Binh | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:5

Thêm vào BST

Báo xấu

112
lượt xem 12
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Công thức tính toán : Để tính toán tổn hao trong mạch từ thực tế thường tính theo suất tổn hao, đó là công suất tổn hao tính trên 1kG thép và được xác định bằng thực nghiệm, tổn hao công suất do dòng xoáy và từ trễ được tính : Pxt = kd . pxt.M , W ( 6-8) Trong đó : M - khối lượng thép mạch từ, kG. pxt - suất tổn hao công suất, W/kG. kd = 2.3 - hệ số thực nghiệm xét đến sự tăng tổn hao trong mạch từ phép khối so...

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: TÍNH TOÁN NHIỆT Chương 6b

/- TÍNH TOÁN TỔN HAO TRONG MẠCH TỪ DO TỪ XOÁY VÀ TỪ TRỄ. 1 - Công thức tính toán : Để tính toán tổn hao trong mạch từ thực tế thường tính theo suất tổn hao, đó là công suất tổn hao tính trên 1kG thép và được xác định bằng thực nghiệm, tổn hao công suất do dòng xoáy và từ trễ được tính : Pxt = kd . pxt.M , W ( 6-8) Trong đó : M - khối lượng thép mạch từ, kG. pxt - suất tổn hao công suất, W/kG. kd = 2  3 - hệ số thực nghiệm xét đến sự tăng tổn hao trong mạch từ phép khối so với tổn hao trong tấm thép. 2 - Xác định suất tổn hao bằng bảng và đồ thị: Suất tổn hao do dòng xoáy và hiện tượng trễ của thép KTĐ ứng với giá trị từ cảm B = 1 Tesla và tần số f = 50 Hz được cho trong bảng 6-3. Ở những giá trị từ cảm và tần số khác có thể tính qui đổi theo công thức : Bm 2 pB/50 = p1/50. ( ) , N/kG ( 6-9 ) 1 f 1/3 p1/f = p1/50. ( ) , N/kG ( 6-10) 50 Ở đây p1/50 - suất tổn hao công suất do dòng điện xoáy và từ trễ ở Bm =1 Tesla và f = 50 Hz. pB/50 - suất tổn hao công suất do dòng điện xoáy và từ trễ ở B khác và f = 50 hZ. p1/f - suất tổn hao công suất do dòng điện xoáy và từ trễ ở Bm =1 Tesla và tần số f. Để thuận tiện ta có thể sử dụng đồ thị sự phụ thuộc của suất tổn hao công suất do dòng điện xoáy và hiện tượng trễ của từ cảm, trình bày trên hình 6 -3. Khi tần số lớn hơn 50 Hz tổn hao công suất sẽ tăng nhiều, trrên hình 6 -4 là đồ thị biểu thị sự phụ thuộc của tổn hao do dòng xoáy và từ trễ vào tần số của thép KTĐ có thành phần gần giống thép 330 dày 0,33 mm. 3 - Xác định tổn hao công suất do dòng xoáy và từ trễ, sự tương quan giữa tổn hao do dòng xoáy và tổn hao do từ trễ. Tuỳ theo loại thép KTĐ mà tổn hao do từ trễ và dòng xoáy nhiều hay ít, tương quan giữa hai lượng tổn hao này tuỳ thuộc vào loại thép KTĐ và tần số của nguồn điện.
- Ở tần số 50Hz tổn hao do hiện tượng trễ không phụ thuuộc độ lớn của từ cảm và chiếm một tỷ lệ nhất định trong toàn bộ tổn hao do dòng xoáy và hiện tượng trễ tuỳ theo loại thép : với loại 11 - 12 chiếm ( 70  75 )% 43 - 43A chiếm ( 50  60 )% 320 - 330 chiếm (25  35 )% - Khi tần số tăng lên, tổn hao do hiện tượng trễ tăng tỷ lệ với tần số còn tổn hao do dòng xoáy tăng tỷ lệ bình phương với tần số. Vi dụ ở một trị số B nhất định tần số thay đổi từ 50 Hz đến 400Hz thì tổn hao do hiện tượng trễ tăng 8 lần và tổn hao do dòng xoáy tăng 64 lần. Trị số suất tổn hao công suất do hiện tượng trễ và dòng xoáy ở thép KTĐ cán nóng được xác định theo công thức : f f pxt = px + pt = t.( .Bm) + x.( .Bm)2, W/kG ( 6-11) 100 100 Trong đó t, x là hệ số thực nghiệm cho trong bảng.  = 1,6 khi Bm = 0,1  1 Tesla.  = 2 khi Bm = 1  1,9 Tesla. Hình 6-3: Sự phụ thuộc của suất tổn hao công suất do dòng xoáy và hiện tượng trễ vào từ cảm ( biên độ) của thép KTĐ ở tần số 50Hz.
Hình 6-4: Sự phụ thuộc của suất tổn hao do dòng xoáy và hiện tượng trễ vào tần số nguồn ứng với các giá trị khác nhau của từ cảm ( biên độ ) từ 0,2  1,3 Tesla của thép KTĐ gần với loại 320 dày 0,35. 6 -2. Tính toán nhiệt và các hệ số toả nhiệt ở chế độ làm việc dài hạn (độ ổn định nhiệt ). Các quá trình nhiệt xảy ra trong khí cụ điện nói chung là các quá trình phức tạp do sự tác dụng đồng thời ba dạng trao đổi nhiệt. Đối lưu, bức xạ và dẫn nhiệt, khi tính toán nhiệt ta có thể xét tác dụng riêng lẻ của từng dạng trao đổi nhiệt, sau đó cộng tất cả những thông số riêng rẽ lại. Như vậy trong nhiều trường hợp cụ thể có thể chỉ phải tính đến tác dụng của hai hay một dạng trao đổi nhiệt, dạng còn lại ảnh hưởng không đáng kể đến quá trình nhiệt của khí cụ điện. Bài toán xét riêng rẽ từng dạng trao đổi nhiệt không đề cập trong giáo trình này. I/- CÔNG THỨC NEWTON. Ở quá trình phát nóng xác lập có thể tính toán nhiệt theo công thức Newton, trong đó đưa vào một hệ số toả nhệt Kt đặc trưng cho cả ba dạng trao đổi nhiệt. Ý nghĩa vật lý của công thức này là ở chỗ công suất P tiêu tán trong chi tiết ở chế độ xác lập được toả ra từ bề mặt của chi tiết đó Sbm, công thức có dạng : P = Kt.Sbm.(od - mt) = Kt.Sbm. (N) ( 6-12) Ở đây : Sbm - diện tích bề mặt toả nhiệt m2. od - nhiệt độ ổn định của bề mặt 0C. mt - nhiệt độ môi trường xung quanh 0C.
 - độ tăng nhiệt độ 0C. Kt - hệ số toả nhiệt W/m2.0C. Hệ số toả nhiệt là một hàm số phức tạp, phụ thuộc ở nhiều yếu tố cho nên chỉ có thể xác định chính xác bằng thực nghiệm đối với từng kết cấu chi tiết cụ thể và ở điều kiện toả nhiệt xác định. Bảng 6-5 cho các giá trị hệ số toả nhiệt Kt chung cho cả ba dạng trao đổi nhiệt. Trị số Kt trong bảng dùng khi tính toán sơ bộ, còn khi tính toán chính xác cần phải hiệu chỉnh có xét đến các yếu tố sau : 1 - Khi nhiệt độ tăng Kt cũng tăng theo quan hệ : Kt = Kt20. ( 1 + 0,03 ) Kt20 - hệ số toả nhiệt của chi tiết ở 200C. 2 - Khi có sự chuyển động không khí hệ số Kt tăng theo quan hệ : Ktv = Kt. ( 1 + 0,4.v) v- tốc độ chuyển động của không khí m/s. ( công thức được nêu cho bề mặt đã đánh bóng để thẳng đứng ). 3- Chi tiết ngâm trong dầu máy biến áp hệ số toả nhiệt tăng lên vài lần. Ví dụ : - Các lõi thép bằng thép tấm phép lại khi ngâm trong dầu máy biến áp sẽ có hệ số toả nhiệt Kt = ( 70  90 ) W/m2.0C. - Các cuộn dây có cách điện bên ngoài bằng sợi bông ngâm trong dầu máy biến áp có Kt = ( 25  36 ) W/m2.0C. - Các điện trở bằng dây điện trở quấn trên ống sứ sẽ có Kt = ( 50  150 ) W/m2.0C khi ngâm trong dầu máy biến áp. Bảng 6-5 : Hệ số toả nhiệt Kt ở điều kiện không khí chuyển động tự nhiên. Tên chi tiết phát nóng, đặc điểm bề mặt chi tiết, điều kiện Kt làm nguội W/m2 .0C *Thanh đồng tròn đặt nằm ngang đường kính 10 - 60 mm. 13 - 9 *Thanh đồng dẹt - Nằm ngang, đặt trên giá đỡ 6-9 -Nằm ngang, đặt theo chiều thẳng đứng 5-8 *Thanh hình hộp rỗng đặt nằm ngang
-Bằng đồng ( làm nguội bề mặt ngoài ) 10 - 12,5 -Bằng đồng ( làm nguội tất cả bề mặt ) 6-8 -Bằng nhôm ( làm nguội tất cả bề mặt ) 5,5 - 8 -Bằng nhôm ( làm nguội bề mặt ngoài ) 9 - 12 *Sứ cách điện nằm ngang 18 *Mạch từ bằng thép tấm phép lại 10 - 12,5 *Cuộn dây nhiều vòng -Rơle ít chính xác đường kính 3 - 14 mm 30 - 8 -Khí cụ điện điều khiển và phân phối năng lượng 9 - 14 *Cuộn dây dập hồ quang 12 - 20 *Các điện trở 20 - 25 -Ống có sơn 22 - 25 -Dây dẹt quấn trên khung 23 -Hợp kim điện trở hình trụ, quấn vào giá đỡ đặt nằm ngang ( Kt của bề mặt điện trở ) 42 - 43 -Bằng gang đặt thẳng đứng ( Kt của bề mặt điện trở ) 10 - 15 *Vỏ và các chi tiết có bề mặt được phủ sơn bề mặt 10 - 14 4- Hệ số toả nhiệt Kt phụ thuộc vào áp suất không khí, khi áp suất không khí tăng thì hệ số toả nhiệt tăng và ngược lại áp suất giảm thì Kt giảm. Khi muốn có hệ số toả nhiệt chính xác hơn so với cách xác định trên thì phải tiến hành xác định hệ số toả nhiệt riêng lẻ với từng dạng trao đổi nhiệt, sau đó tính đến sự tác dụng chung của cả ba dạng toả nhiệt, có thể tham khảo cách tính toán này trong các tài liệu khác.