Тепловые расчеты электрических машин. Поле температуры. Процессы передачи тепла. Дифференциальное уравнение теплопроводности. Понятие тепловых сопротивлений, страница 13

Теплофизические свойства материалов, наиболее часто применяемых в электрических машинах приведены в таблице 4.5

Таблица 4.5

Теплофизические свойства материалов

Наименование материала	Удельный вес,	Теплоемкость,
Медь красная	8900	390
Алюминий литой	2560	870
Алюминий тянутый	2600	920
Силумин	2600	900
Дюралюминий	2750	930
Железо	7900	640
Сталь конструкционная (электротехническая)	7800	470
Чугун	7700	500
Миканит	2400	920
Изоляция кл. А, Е (в среднем)	1300	1500
Изоляция кл. В, F, H (в среднем)	2300	1250
Воздух (при 760 мм рт. ст. и 0°С)	1.230	1000

В случае закрытой электрической машины с естественным охлаждением постоянная теплового процесса может быть с достаточной степенью точности определена по соотношению:

,

где: S– наружная поверхность станины и щитов, м²,

      a - коэффициент теплоотдачи с поверхности при естественном охлаждении, .

В общем случае коэффициент теплоотдачи обусловлен излучением и естественной конвекцией и в сильной степени зависит от неравномерности температурного поля, наличия выступов и шероховатостей, вибраций и целого ряда других факторов. В [6] приведены рекомендации по расчету коэффициента теплоотдачи с поверхности оболочек при естественном охлаждении, полученные по результатам обобщения значительного количества экспериментальных исследований.

Полный коэффициент теплоотдачи с поверхности необдуваемых оболочек:

,                   (4.20)

где:  - коэффициент теплопередачи излучением,

       - коэффициент теплопередачи естественной конвекцией.

Коэффициент теплопередачи излучением определяется по соотношению:

, (4.21)

В этом соотношении :

 - коэффициент теплового излучения поверхности корпуса (выбирается по таблице 4.6)

 - абсолютная температура корпуса, °К;

 - абсолютная температура окружающей среды, °К;

 - перегрев корпуса над окружающей средой, °С;

В соответствии с ГОСТ 183-74, оговаривающего температуру окружающей среды , равную , абсолютная температура её соответственно равна  - .

Величина  выбирается равной ожидаемому превышению температуры корпуса над охлаждающей средой. В этом случае абсолютная температура корпуса берется равной:

.

Таблица 4.6

Коэффициент теплового излучения поверхности

(степень черноты излучения)

Материал	Температура, °С
Сталь окисленная	100	0,736
Сталь листовая с плотным блестящим слоем окиси	25	0,82
Сталь листовая матовая окисленная (оксидированная)	20¸25	0,7¸0,8
Пакеты стальных листов	25	0,86
Чугун (шероховатый, окисленный)	20¸25	0,81¸0,96
Чугун свежеобработанный	20¸25	0,435
Масляные краски разных цветов	100	0,92¸0,96
Ковкое железо	20¸25	0,95
Алюминий	20	0,08
Алюминий шероховатый	26	0,055
Медь	20¸25	0,15
Медь окисленная (оксидированная)	60	0,6¸0,78
Бумажная и волокнистая изоляция	-	0,86¸0,9

Коэффициент теплоотдачи  естественной конвекцией определяется из критериальных уравнений [6]:

-  машины без выходного конца вала и с малыми условиями вибрации:

,   (4.22)

-  машины при наличии выходного конца вала и значительных вибрациях:

      (4.23)

Эти соотношения справедливы для любого положения электрической машины в диапазоне чисел  и отношениях длины корпуса l_к к его диаметру D_к - .