Elcut. Распределение температуры в проводнике с током

Задание: Рассчитать распределение температуры в длинном проводнике с током.

Объект: Отрезок проводника по которому протекает ток.

Тип задачи: Совмещенная электро-термическая задача.

Класс задачи: Осесимметричная.

Геометрия:

Исходные данные:

Диаметр провода d = 10 мм;

Погонное электрическое сопротивление провода R = 3×10^-4 Ом/м;

Ток в проводнике I = 1000 А;

Теплопроводность материала проводникаl = 20 Вт/К×м;

Коэффициент теплоотдачи внешней поверхности проводника a = 800 Вт/К×м²;

Температура внешней среды T₀ = 20 С⁰.

Примечания:

В качестве модели удобно выбрать отрезок провода длиной l = 10 мм.

Удельное сопротивление материала провода можно рассчитать по формуле

.

Для задачи протекания тока необходимо задать электрические потенциалы на двух боковых сечениях проводника (разность потенциалов рассчитывается по выражению DU = I×R×l) и условие нулевого тока через внешнюю поверхность.

Для задачи теплопроводности задаются условие нулевого теплового потока через боковые сечения и условие конвективного теплообмена через внешнюю поверхность.