Расчёт теплоёмкости конструктивных элементов. Расчёт постоянной времени нагрева. Кривые нагрева и охлаждения

 

Расчёт теплоёмкости конструктивных элементов

Теплоемкость любого i‑го элемента цилиндрического элемента конструкции кабеля вычисляется по формуле [10]:

 

 (5.4.1)

 

где объем, м³; удельная теплоемкость, Дж/м ; плотность, кг/м^3, длина цилиндра, м.

Значение удельной теплоемкости и плотности конструктивных элементов приведены в таблице №

Теплоемкость жилы:

 

, (5.4.2)

 Дж/

Теплоемкость экрана по жиле:

 

 (5.4.3)

 

 Дж/

Теплоемкость изоляции:

 

 (5.4.4)

 

 Дж/

Теплоемкость экрана по изоляции:

 

 (5.4.5)

 

 Дж/

Теплоемкость полупроводящей водонабухающей ленты:

 

 (5.4.6)

 

 Дж/

Теплоемкость металлического экрана:

 

 (5.4.7)

 

 Дж/

Теплоемкость водонабухающей ленты:

 (5.4.8)

 

 Дж/

Теплоемкость оболочки:

 

 (5.4.9)

 

 Дж/

Теплоемкость кабеля:

 

 (5.4.10)

 

Дж/

Расчёт постоянной времени нагрева.

 

^, (5.4.11)

 

В воздухе:

 

 (5.4.12)

 

сек = 140,93 мин

В земле:

 

 (5.4.13)

 

 сек = 336,19 мин.

Кривые нагрева и охлаждения.

Нагрев кабеля в воздухе:

 

, (5.4.14)

 

T – текущая температура,

 температура окружающей среды

максимальная температура

постоянная времени нагрева кабеля в воздухе, час

время нагрева, мин

Охлаждения кабеля в воздухе:

 

 (5.4.15)

 

Нагрев кабеля в земле:

 

 (5.4.16)

 

 постоянная времени нагрева кабеля в земле, час.

Охлаждения кабеля в земле:

 

 (5.4.17)

Результаты вычислений записаны в таблицу 9.

 

Таблица 9. Нагрев и охлаждение кабеля

Время (мин)	Температура, оС
	На воздухе		В земле
	Нагрев	Охлаждение	Нагрев	Охлаждение
0	10	90	10	90
20	20,6	79,4	14,6	85,4
40	29,8	70,2	19	81
60	37,7	62,3	23,1	76,9
80	44,7	55,3	26,9	73,1
100	50,7	49,3	30,6	69,4
160	64,3	35,7	40,3	59,7
260	77,4	22,6	53,1	46,9
360	83,8	16,2	62,6	37,4
460	86,9	13,1	69,6	30,4
560	88,5	11,5	74,9	25,1
660	89,3	10,7	78,8	21,2
760	89,6	10,4	81,7	18,3
860	89,8	10,2	83,8	16,2
920	89,9	10,1	84,8	15,2
940	89,9	10,1	85,1	14,9
960	89,9	10,1	85,4	14,6
1000	89,9	10,1	85,9	14,1
1100	90	10	87	13
1200	90	10	87,7	12,3
1300	90	10	88,3	11,7
1400	90	10	88,8	11,2
1500	90	10	89,1	10,9