Потери на вихревые токи

Сообщение №62485 от GeViP 02 августа 2010 г. 19:29
Тема: Потери на вихревые токи

Приветствую всех! Помогите решить такую техническо-практическую задачку. Где-то в распределительном устройстве электростанции вдоль токопровода с довольно большой силой тока расположены стальные шпильки шинодержателей (около полусотни штук). Из-за воздействия на них электромагнитного поля, имеющего место быть вокруг токопровода, в шпильках возникают токи Фуко, которые прилично нагревают эти самые шпильки до 115-120 градусов по Цельсию. Хочу просчитать потери энергии (Вт) в этих шпильках.
Зачем? Чтобы решить стоит ли заменить эти шпильки к примеру на бронзовые.
С физикой у меня плоховато, поэтому и обращаюсь к экспертам в этом вопросе. Приведите набор формул для подсчёта или укажите хотябы направление где поискать. Большая точность в расчётах не требуется.
Полагаю, эта задачка из разряда: Сколько энергии требуется для поддержания такой-то температуры детали изготовленной из такого-то материала...?
Известные данные:
Т1 - температура окружающего воздуха;
Т2 - температура шпильки;
Материал шпильки;
Размеры шпильки.
Помогите!!! Уже весь интернет перерыл!!!


Отклики на это сообщение:

Лучше всего при выключенном токе нагревать шпильку источником с регулируемой мощностью и добиться той же температуры.
И сразу станет известна теряемая мощность.

Если ток нельзя выключить, то сделать модель и на ней играть.

"Посчитать теоретически" тяжело, это надо всю геометрию, где и какие материалы. И всё это запихнуть в комп.
Ну и если железные шпильки контачат с медными шинами, то учесть переток тепла из шпилек в шины врядли получится с нужной точностью.

Можно попробовать оценить потери, плюс-минус лапоть.
Ведь есть нижняя граница мощности, при которой наверняка не стоит ничего менять.
И есть верхняя, при которой надо срочно кидаться всё переделывать.
А если оценка попадёт между этими границами, тогда только прилагать усилия к уточнению.


> Приветствую всех! Помогите решить такую техническо-практическую задачку. Где-то в распределительном устройстве электростанции вдоль токопровода с довольно большой силой тока расположены стальные шпильки шинодержателей

Кто подменил цветметовские шпильки или накладки на... только стальные? Читай требования к монтажу монтажа шин...Шины распределительных устройств
Шины распределительных устройств (РУ) выполняются гибкими и жесткими. В качестве проводникового материала используется, как правило, алюминий. Гибкие шины представляют собой сталеалюминиевые провода, подвешиваемые к опорным конструкциям (порталам) с помощью гирлянд подвесных изоляторов.

Жесткие шины прокладываются по опорным изоляторам, устанавливаемым на различных конструкциях (рис. 1,а). Шина 1 закрепляется в шинодержателе, состоящем из планок 2 и 5 и стяжных шпилек 6. Нижняя планка 2 крепится к опорному изолятору 3 винтом 4. Для выполнения такого крепления в верхней части изолятора при его изготовлении армируется металлическая втулка с внутренней резьбой.

Шинодержатели при переменном токе более 600 А не должны создавать замкнутого магнитного контура вокруг шины. Для этого одна из накладок или один из стяжных болтов должны быть выполнены из немагнитного материала....


(около полусотни штук). Из-за воздействия на них электромагнитного поля, имеющего место быть вокруг токопровода, в шпильках возникают токи Фуко, которые прилично нагревают эти самые шпильки до 115-120 градусов по Цельсию. Хочу просчитать потери энергии (Вт) в этих шпильках.
> Зачем? Чтобы решить стоит ли заменить эти шпильки к примеру на бронзовые.
> С физикой у меня плоховато, поэтому и обращаюсь к экспертам в этом вопросе. Приведите набор формул для подсчёта или укажите хотябы направление где поискать. Большая точность в расчётах не требуется.
> Полагаю, эта задачка из разряда: Сколько энергии требуется для поддержания такой-то температуры детали изготовленной из такого-то материала...?
> Известные данные:
> Т1 - температура окружающего воздуха;
> Т2 - температура шпильки;
> Материал шпильки;
> Размеры шпильки.
> Помогите!!! Уже весь интернет перерыл!!!


> Приветствую всех! Помогите решить такую техническо-практическую задачку. Где-то в распределительном устройстве электростанции вдоль токопровода с довольно большой силой тока расположены стальные шпильки шинодержателей (около полусотни штук). Из-за воздействия на них электромагнитного поля, имеющего место быть вокруг токопровода, в шпильках возникают токи Фуко, которые прилично нагревают эти самые шпильки до 115-120 градусов по Цельсию. Хочу просчитать потери энергии (Вт) в этих шпильках.
> Зачем? Чтобы решить стоит ли заменить эти шпильки к примеру на бронзовые.
> С физикой у меня плоховато, поэтому и обращаюсь к экспертам в этом вопросе. Приведите набор формул для подсчёта или укажите хотябы направление где поискать. Большая точность в расчётах не требуется.
> Полагаю, эта задачка из разряда: Сколько энергии требуется для поддержания такой-то температуры детали изготовленной из такого-то материала...?
> Известные данные:
> Т1 - температура окружающего воздуха;
> Т2 - температура шпильки;
> Материал шпильки;
> Размеры шпильки.
> Помогите!!! Уже весь интернет перерыл!!!

Кстати, о конкретике близкого расчёта!
1. По ф-ле внутренней энергии W=c*m*ΔT определима энергия, выделяющаяся, например, в шпильке, накладке, где: c-удельная теплоёмкость, например, стали; m-масса шпильки m=ρ*V; ΔT-температурный перепад между шпилькой и окр. воздухом.
2. Этот расчёт может быть произведён и на основе теплоотдачи, например, W=α*S*ΔT*t, где: α-коэфф. теплоотдачи при свободной конвекции α~1,0...1,4*10^-3 Вт/см^2*K; S-площадь теплоотдачи; t-время (в системе СИ N[Дж/с]=W/t=Дж/1c); N-мощность.
3. Этот расчёт может быть построен и на основе энергетике электромагнитного поля W=0,5*B*H*V=0,5*μ0*μ*H^2=0,5*1,256*10^-6*1000*H^2, где: V- объём магнитного материала, например, шпильки; μ0*μ-произв. прониц. вакуума и относительной прониц. стали, μ~1000; B и H - магн. индукция и напряж. магнитного поля вокруг токонесущей шины, определяемых по закону полного тока и с учётом проявления совсем неприличного скин-эффекта в широких шинах, даже на 50-ти герцах!
Наиболее достоверные расчёты по внутренней энергии с привлечением расчёта по теплоотдаче. В принципе, в спец. энргетической литературе я встречал множество практических формул для подобных расчётов, но сразу их найти трудно из-за непрофильности занятия.
Заметь, что в рекомендациях советуют использовать сочетание крепёжных материалов не создающих замкнутый магнитопровод вокруг шины: т.е. введением немагнитных шпилек накладок или на худший случай применение диэлектрических шайб-втулок, под отверсти накладок.


Физика в анимациях - Купить диск - Тесты по физике - Графики on-line

Реклама:
Rambler's Top100