Учет конвективного теплообмена в имеющихся воздушных полостях (Задача 3) Определим, как может повлиять конвекция в воздушных полостях на распределение температуры выключателя, на примере ламели гибкого токосъема. Сопоставим значения тепловых потоков аналогично случаю с излучением в камере. На рис. 4.18 представлены зависимости теплового потока с поверхности ламели от времени посредством конвекции, а также значения теплового потока, проходящего через контактную область ламели и внешнего кольца токосъема в направлении нижнего терминала.
Рис. 4.18. Зависимость теплового потока с поверхности ламели от времени посредством конвекции и значения теплового потока, проходящего через контактную область ламели и внешнего кольца токосъема в направлении нижнего терминала.
Быстрый спад потока за счет теплопроводности можно объяснить соответствующим уменьшением максимальной температуры лепестка гибкого токосъема с течением времени. Эта зависимость представлена в виде графика на рис. 4.19. Исходя из этого можно сделать вывод, что конвективный поток с ламели значительно меньше потока за счет теплопроводности. Рис. 4.19. Зависимость максимальной температуры лепестка гибкого токосъема от времени. Распределения температуры токоведущей системы в области гибкого токосъема в моменты времени 4с и 20с представлены на рис. 4.20. Левая ламель является наиболее нагретой к концу токопрохождения. Сначала тепло из ламелей перераспределяется между нижним терминалом и внутренним кольцом гибкого токосъема, а затем тепло от электродов вакуумной дугогасительной камеры распространяется через ламели в нижний терминал. Рис. 4.20. Распределения температуры токоведущей системы в области гибкого токосъема в моменты времени 4с (а) и 20с (б). Рис. 4.21. Распределения температуры на поверхности ламели при 4с (а) и 20с (б).
На рис. 4.21 представлены распределения температуры на поверхности ламели при 4с и 20с. За 16с после окончания токопрохождения максимальная температура ламели снижается на 155К. Стоит отметить также, что распределение несимметричное, и максимум температуры смещен в сторону внутреннего кольца гибкого токосъема. Основываясь на результатах сравнения тепловых потоков с ламели гибкого токосъема, можно заключить, что вклад механизма конвекции в перераспределение поля температуры токоведущей системы незначителен.