Диссертация Методика численного расчета нестационарных тепловых полей высоковольтных коммутационных модулей
жүктеу/скачать 0,52 Mb.
|
Магистерская. Физика
| Рис. 3.14. Контурные графики распределения температуры.
Рис. 3.15. Контурные графики распределения температуры на поверхности чашки. Рассмотрим контурные графики распределения температуры на поверхности чашки на рис. 3.15. Видно, что различия распределения температуры на розетке в случае токопрохождения через 6 пятен со случаем, когда ток проходит через 4 пятна, менее значительны. Значения максимальной температуры для четырех проводящих пятен составляет 848К, тогда как для шести пятен 793К. Разница между этими двумя значениями равна 55К. Минимальная температура для этих двух случаев одинаковая: примерно 426К. Из этого следует, что при уменьшении количества контактных пятен и при сохранении постоянным значения сопротивления стягивания, увеличивается значение достигаемой максимальной температуры зубцов чашки, а также уменьшается температура самих контактных пятен на накладке. Рассмотрим решение задачи токопрохождения через четыре контактных пятна. Исключим из модели с шестью пятнами два пятна с целью определить влияние на перегрев модели количества контактных пятен при фиксированном радиусе. Радиус контактного пятна возьмём равным 0.5мм, что соответствует сопротивлению стягивания 1.45 мкОм для задачи с шестью контактными пятнами. Исключив два контактных пятна, получим сопротивление стягивания, равное 2.48 мкОм, что на 1.03 мкОм больше, чем при учете шести пятен. В задаче нагрева постоянным током амплитудой 20 кА электрода с четырьмя контактными пятнами температура плавления меди, которая составляет примерно 1350К, в области контактных пятен будет достигнута примерно через 1.5с после начала нагрева. В том случае, если пятен 6, то к 4 секундам максимальная температура достигает 930К. Это свидетельствует о том, что в таком случае возникнет фатальная сварка электродов, которая, вероятнее всего, сделает систему неспособной к дальнейшему функционированию. На примере следующих двух задач проиллюстрируем замену контактных пятен на эквивалентный поверхностный тепловой поток. Через электроды в течение четырех секунд пропускается постоянный ток 20 кА в первой задаче через всю поверхность накладки, а во второй только через шесть контактных пятен. На рис. 3.16 представлены распределение температуры для случая, когда ток проходит через всю поверхность накладки и задан тепловой поток по всей поверхности (слева), и распределения для задачи токопрохождения через шесть пятен (справа). В задаче с тепловым потоком самыми перегретыми областями являются зубцы чашки. В случае шести пятен областью максимального нагрева являются сами контактные пятна. Рис. 3.16. Контурные распределения температуры. На рис. 3.17 представлены распределения температуры на чашке электрода. Можно заметить, что различие максимальной температуры составляет около 60К, а также сами распределения на зубцах немного отличаются. Значение максимальной температуры больше для случая токопрохождения через 6 пятен. Рис. 3.17. Контурные распределения температуры на чашке электрода. Рассмотрим, насколько отличаются распределения температуры на чашке электрода для этих двух задач. Ниже, на рис. 3.18,а, на линейном графике представлена зависимость температуры вдоль пути, проходящего вдоль области контактирования накладки и зубца чашки, по ребру зубца, как показано на рис. 3.18,б. Как видно, кривая, которая отображает распределение для случая токопрохождения через шесть пятен, лежит выше кривой для случая с одним пятном примерно на 70К. Рис. 3.18. Распределение температуры вдоль пути, проходящего вдоль области контактирования накладки и зубца чашки, по ребру зубца (а); путь, вдоль которого построен график (б). Рис. 3.19. Линейный график зависимости температуры на поверхности зубца (а), путь (б). На рис. 3.19,а приведен линейный график зависимости температуры на поверхности зубца по пути, который обозначен на рис. 3.19,б. Вблизи накладки различие температуры составляет примерно 90К. При удалении от накладки электрода различие значений температуры практически постоянное, а в области максимального нагрева составляет около 120К. При удалении от области максимального нагрева и от накладки электрода, различие уменьшается и к концу пути составляет примерно 50К. жүктеу/скачать 0,52 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|