Нагрев аппаратов в переходных режимах. Физический смысл постоянной времени Т. Термическая стойкость аппарата

Длительный режим работы.

После включения аппарата температура не сразу достигает установившейся. Тепло, выделяемое в аппарате частично отдается в окружающее пространство, частично идет на повышения его температуры.

Уравнение энергетического баланса

,

где Р – мощность тепловых потерь в теле, Вт;

С – теплоемкость аппарата, Вт·с;

dτ – превышение температуры;

Кт – коэф. теплоотдачи;

S – площадь поверхности, отдающей тепло;

dt – элементарный отрезок времени.

Первый член есть количество тепла, воспринимаемого телом при изменении его температуры на dτ. Второй член – кол-во тепла, отдаваемого телом в окружающую среду за время dt. Т – постоянная времени нагрева, физический смысл которой – это время, в течении которого нагрев аппарата достиг бы τу (установившегося значения) без отдачи тепла в окружающую среду. Чем больше Т, тем медленнее происходит нагрев. Если мощность, подводимая к аппарату постоянна

(), то

1) превышение температуры в начале процесса τо = 0 (из холодного состояния);

2) τо ≠ 0; 3) отключение (охлаждение).

Стационарный режим: ; - длительный режим работы. Кратковременный режим работы.

Температура не достигает установившейся, после кратковременного нагрева аппарат отключается и его температура падает до значения окружающей температуры. Коэффициент перегрузки в кратковременном режиме: Ккр=Iкр/Iдл≥1,соответственно допустимый ток (нагрузка) кратковременного режима и доп. ток (нагрузка) длительного режима. Есть возможность загрузить больше чем в длительном режиме. .

Повторно-кратковременный режим.

Через некоторое время максимальные и минимальные значения температу-

ры постоянны. tн – время нагрузки, tп – время паузы, tц – время цикла. ;

ПВ – продолжительность включения, отношение времени под нагрузкой ко всему времени цикла.

Режим КЗ: поскольку длительность КЗ существенно меньше Т, то энергетический баланс выглядит следующим образом:

, т.е. тепло расходуется только на ≥агрев аппарата.

У медных проводников макс. нагрев 250-300˚С, у алюминиевых 200˚С.Термическая стойкость аппарата – это способность аппарата кратковременно выдерживать тепловые действия тока кз без повреждений, препятствующих дальнейшей нормальной работе.