Тепловой расчет

2.9. Тепловой расчет

2.9.1. Определяем сечение проводов и кабелей стенда

Сечение проводов и кабелей напряжение до 1000 В вырабатывается по условию нагрева в зависимости от длительно допустимой токовой нагрузки и механической прочности.

Так как длительная расчетная нагрузка во всех цепях схемы кроме цепи подключения приборов и генераторов 0…6 А не превышает 1 А, то для всех цепей выбираем провода сечением 0,5 мм² и длительно допустимой нагрузкой 11 А типа РКРМ напряжением до 750 В постоянного тока и до 500 В переменного тока РКГМ – провод с медными жилами, резиновой изоляцией, в оплетке из стекловолокна пропитанный лаком.

На участке от TV6 до клемм Х6, Х7 выбираем провод РКГМ сечением жил 0,75 мм² длительно допустимой нагрузкой 15 А, так как в этой цепи возможен допустимый ток I = 6А.

Из соображений унификации провода питания стенда выбираем тот же провод сечением 0,75 мм² с допустимой нагрузкой 15А.

Проверяем цепи по условию допустимого перегрева

 где

Iн.доп.- это длительно допустимый ток на провода и кабели для S=0,5 мм²,

Iн.доп = 11А; для S=0,75 мм² Iн.доп = 15А,

I_Р – расчетный ток цепи (наибольший),

К₁ – поправочный коэффициент на условии прокладки проводов и кабелей (К₁=1,0)

К₂ - поправочный коэффициент на число работающих кабелей лежащих рядом (К₂ = 0,78 – для числа кабелей лежащих рядом N=5, а так как рядом возможна прокладка максимально пяти трасс кабелей:

1) U ≈ 127 В, 2) U ~ 127 В, 3) I = 0…6 А, 4) U – 24 В, 5) U – 24 В (питание релейного блока).

2.9.1.1. Проверяем цепи U ≈ 127 В: S = 0,5 мм²,

Iн.доп. = 11 А; I_P = 0,503 А.

 11 А > 0,644 А – условие соблюдается.

Окончательно выбираем:

1) На участке U2 ≈ 220В – QF2 провод РКГМ сечением 0,5 мм²; Iдоп =11 А.

2) На участке QF2-S1 провод РКГМ с сечением 0,5 мм²; Iдоп =11 А.

3) На участке S1 – X1, X2, X3 провод РКГМ сечением 0,5 мм² I доп = 11А.

2.9.1.2. Проверяем цепь U ~ 127 В: S = 0,5 мм²; I доп = 11А; Ip = 0,394A

Iдоп ≥ Ip/K1*K2; 11A≥0,394/1,0*0,78; 11А > 0,505 А – условие выполняется.

Окончательно выбираем для цепи U~127В провод РКГМ сечением 0,5 мм² I доп= 11 А.

2.9.1.3. Проверяем цепь I = 0…6A.

а) на участке U ≈ 220 В до TV6 , Iр = 0,44 А; S= 0,5 мм² ; I доп = 11А.

Iдоп≥Ip/K1*K2; 11А> 0,44/0,78; 11 А > 0,564А – условие выполняется.

Окончательно выбираем:

U≈220 В – QF3: РКГМ сечением 0,5 мм² , Iдоп=11А.

Iдоп≥Ip/K1*K2; 15А≥6/0,78; 15А≥7,69 А –условие выполняется.

Окончательно выбираем провод РКГМ сечением 0,75 мм² ; Iдоп = 15А.

Проверяем цепь U=24 В, Ip=2,08А; S=0,5 мм² , Iдоп= 11А.

Iдоп≥Ip/K1*K2 ; 11А≥2,08/0,78, 11А>2.671F – условие выполняется.

Окончательно выбираем провод РКГМ сечением 0,5 мм² , I доп = 11 А.

2.9.1.5. Проверяем цепь питания релейного блока

так как Iр = 0,01 А то для этой цепи можно использовать сечение S = 0,3 мм² но из соображений механической прочности и унификации выбираем провод РКГМ сечением 0,5 мм² , I доп = 11А.

2.9.1.6. Проверка индикационного блока:

Ip= 0,015 А, S = 0,5 мм² , I доп = 11 А. Выбираем провод РКГМ сечением 0,5 мм²,Iдоп=11А.

2.9.1.7. Проверка блока таймеров: так как блок таймеров имеет очень небольшой ток и напряжение U=15 В, то для него так же находим выбранный ранее провод РКГМ сечением 0,5 мм² , I доп = 11 А.

РКГМ – провод с медной жилой, с резиновой изоляцией и оплеткой из стекловолокна, пропитанного лаком.

2.9.2 Определяем длины проводов и кабелей стенда

Для удобства расчета длин проводов и кабелей, а также для создания небольшого запаса длины при монтаже элементов стенда принимаем расчетную длину от середины одного элемента, до середины другого элемента.

2.9.2.1. Цепь индикации работы стенда:

расстояния QF1 – VD1, 2, 3 = 10 см. Это расстояние принимается и для остальных элементов блока индикации работы стенда.

2.9.2.2. Цепь питания U≈127 В, U~127 В

QF1 – QF2 = 20 см, QF2 – TV4 = 165 см, QF2 – TV3 = 190 см, TV1, TV2 – TV3, TV4 = 50 см, TV3, TV4 – S1 = 20 см, S1 – S4 = 20 см, S1 – S7 = 90 см, S4 – S8 = 125 см, S1 – S8 = 105 см, S7 – X1, 2, 3 = 140 см, S8 – X4, 5 = 135 см.

Всего: 1100 см = 11 м.

2.9.2.3. Цепь питания 0…6А.

QF1 – QF3 = 40 см, QF3 – S2 =110 см, QF3 – TV5 = 105 см, S2 – TV6 = 35 см,

TV5 – TV6=30 см, TV6 – TV7 = 30 см, TV7 – PW=50 см, PW – S2 = 20 см, PW – РА =20 см, TV7 – S6 = 60 см, TV7 – S5=20 см, S6 – X6,7=75 см.

Всего: 595 см ≈ 600 см = 6 м.

2.9.2.4. Цепь питания U-24 B и релейный блок

QF1- S10 = 40 см, S10 - TV6 = 95 см, TV8- стабилизационный блок = 60 см, стабилизационный блок – Х8,9 = 75 см, Х8,9-VD7= 60 см, VD9 – VD17 = 60 см, К1 – К4 = 30 см, стабилизационный блок – SH2 = 80 см, Х10 – Х33 = 100 см.

Прочие соединения элементов в релейном блоке 100 см.

2.9.2.5. Блок таймеров:

Т1,2,3 – S9 = 90 см, S6 – S9 = 35 см, S6 – К1,2,3,4 = 120 см, S1 – S9 = 80 см, К4 – S1 = 60 см.

Прочие соединения – 100 см.

Всего: 485≈500см = 5м

2.9.2.6. Общая длина провода составляет:

L = 11+6+7+5=29 м.

2.9.3. Определяем мощности рассеяния элементов стенда:

2.9.3.1. Мощности рассеяния трансформаторов

TV1: P_R = Sтр-ра * (1 - ήтр) = 110 (1-0,91)=9,9 Вт.

TV2: P_R = 9,9 Вт; TV3: P_R = 2 Вт; TV4: P_R = 2 Вт; TV5: P_R = 96,6 * (1-0,91)=9,7 Вт; TV6: P_R = 2 Вт; TV7: P_R = 58,32 (1 – 0,93) = 4,08 Вт.

∑Ртр-ров = 39,58 Вт.

2.9.3.2. Мощности рассеяния полупроводниковых элементов:

а) Мощности рассеивания диодов.

Для облегчения расчета принимаем средние значения падения напряжения на диодах и токи равными

I ср = 0,015 А, ∆U=1,2 В – из расчета.

Тогда мощность рассеяния одного диода равна

Р_R = ∆U * I = 1,2 * 0,015 = 0,018 Вт.

∑Р_R=12*0,018=0,216 Вт = суммарная мощность рассеяния диодов схемы.

б) мощность рассеяния светодиодов:

I ср = 15 мА = 0,015 А, ∆Uср = 2,5 В.

Р_R = ∆U * I= 2,5 * 0,015 = 0,0375 Вт – мощность рассеяния одного светодиода.

∑Р_R = 14 * 0,0375 = 0,525 Вт – суммарная мощность рассеяния всех светодиодов схемы.

в) мощность рассеяния всех полупроводниковых элементов схемы стенда:

∑Рпп = ∑Р_{Rдиодов} + ∑Р_{Rсветодиодов} = 0,216 + 0,525 = 0,741 Вт.

2.9. 3. 3. Мощность рассеяния блока питания U=24 В

∑Р_RБП = Р_Rтр-ра + Рстабилизатора = 2+0,4=2,4 Вт.

Р_Rтр-ра = 50 (1 – 0,96) = 2 Вт.

Р_Rстаб = ∆U* I= 4*0,1 = 0,4 Вт.

Принимаем мощность рассеяния блоком питания с запасом равной Р_R = 10 Вт.

2. 9. 3. 4. Мощности рассеяния проводов и кабелей стенда

∑Р_R = ∑Ii * Ri * Li – общие потери мощности в проводах стенда, где

Ii - ток в i – ом проводе , I ср = 1,18 А

Ri - погонное сопротивление i – го провода, R = 28,8 мОм/м

Li – длина i-го провода.

а) Определяем суммарную длину по участкам

∑L1 = 2,9 м, ∑L2 = 25 м, ∑L3 = 1,1 м.

б) Определяем потери мощности по участкам

P_R1 = 1.18 *0.0288 * 2.9 = 0.098 Вт.

P_R2 = 1,18 * 0,288 * 25 = 0,849 Вт.

P_R3 = 1,18*0,288 * 1,1 = 0,037 Вт.

в) ∑Р_R = P_R1 + P_R1+ P_R3 = 0,098+0,849+0,037 = 0,984 Вт.

2. 9. 3. 5. Мощность рассеяния в контактной аппаратории

∑Р_R = ∑ (I² * R*m) – суммарная мощность потерь в контактных соединениях, где

I - ток контактного соединения

R – сопротивление контактного соединения

m - число фаз контактного соединения.

а) Определяем мощность рассеяния в автоматических выключателях

P_RQF1 = 1,6² * 0,751 * 3 = 5, 768 Вт.

P_RQF2 = 0,56² * 0,751 * 3 = 0,563 Вт.

P_RQF3 = 0,44² * 0,751 * 3 = 0,436 Вт.

∑Р_R = P_{RQF1 +} P_{RQF2 +} P_{RQF3 =} 5,768 + 0,563 + 0,436 = 6,767 Вт.

б) Определяем потери мощности в переключателях

Переключатели S1 – S10 серии ПМФ – имеют сопротивление контакта соединения 10 mОм.

Потери в контактных соединениях считаются по формуле:

∑Р_R = ∑I² * R* m, где

I – ток соединения

R – сопротивление контакта

m - число фаз соединения

P_RS1 = 0, 01 * 2 * 0.503² = 0,0051 Вт.

P_RS2 = 0, 01 * 2 * 0,76² = 0,010 Вт.

P_RS4 = 0, 01 * 2 * 0,503² = 0,0051 Вт.

P_RS5 = 0, 01 * 2 * 5,96² = 0,71 Вт.

P_RS6 = 0, 01 * 2 * 5,96² = 0,71 Вт.

P_RS7 = 0, 01 * 3 * 0,503² = 0,0076 Вт.

P_RS8 = 0, 01 * 2 * 0,394² = 0,0031 Вт.

P_RS9 = 0, 01 * 2 * 0,1² = 0,0002 Вт.

P_RS10 = 0,01 * 1 * 0,227² = 0,00052 Вт.

∑Р_R=∑Р_R1=0,0051+0,010+0,0051+0,71+0,71+0,0076+0,0031+0,0002+0,00052=1,456 Вт.

2.9.3.6. Определяем потери мощности всех элементов стенда

∑Рстенд = ∑Р_Rтр-ров + ∑Р_Rполупров. Элем. + ∑Р_Rблок пит.+ ∑Р_R пров. и каб. + ∑Р_R перекл.

∑Рстенд = 39,58 + 0,741 + 0,4 +0,984 + 1,5 = 43,21 Вт.

2.9.4. Тепловой расчет стенда

1. Объем щита: V = L*B*H = 1,5 * 0,3 * 0,7 = 0,315 м³.

2. Габариты щита: L = 1,5 м – длина, В = 0,3 м – ширина, Н = 0,7м – высота.

3. Тепловая мощность рассеивания в щите: Ф = 43,21 Вт.

4. Коэффициент заполнения щита: Кзап = ∑Vэл / V, где

∑Vэл = 0,0027 + 0,00578 + 0,0144 +0,0035 + 0,0487 + 0,0002 + 0,00013 + 0,0016 + 0,001= 0,078 м³.

Определяем объемы основных наиболее габаритных элементов щита:

1.  Автоматический выключатель V= (0,14*0,8*0,9)*2 + (0,11*0,75*0,085) = 0,002016 + 0,000701 = 0,0027 м³.

2.  Переключатель (0,068 * 0,068 * 0,125)*10 = 0,00578 м³

3.  Латры (0,2*0,19*0,1)*3 = 0,0114 м³

4.  приборы (0,15*0,15*0,045)* 2 + (0,110*0,110*0,06)*2 = 0,002 + 0,00145 = 0,00345 м³

Похожие работы

Устройства РВК

Скачать

106060

17

24

... ; 12+φг)+ 2|S11Г0|cos(φ2+2φ12+2φг+ φ11)], (5.6) а условием баланса будет:  (5.7) 6 РАЗРАБОТКА И ОПИСАНИЕ СТРУКТУРНОЙ СХЕМЫ УСТРОЙСТВА РВК На рисунке 6.1 представлена структурная схема устройства, предназначенного для контроля электрической толщины радиопрозрачных диэлектрических стенок методом свободного пространства на отражение с использованием модулирующего ...

Скрытность и защита кораблей по физическим полям

Скачать

32332

0

0

... Л.С.Гуменюк, Б.А.Ткаченко, А.И.Карась, А.Ф.Барабанщиков, Г.А.Шевченко, А.В.Курленков, Я.И.Криворучко, А.В.Романенко, А.И.Игнатов, М.П.Гордяев, Н.Н.Демьяненко. Полигон сыграл значительную роль в совершенствовании защиты кораблей по физическим полям. Он был оснащен новейшими образцами измерительной техники. В его состав входили уникальные сооружения и в их числе магнитный стенд, построенный в конце ...

Модернизация двигателя мощностью 440 квт с целью повышения их технико-экономических показателей

Скачать

236533

25

764

... : мм2. Принимаем: – число сопловых отверстий. Диаметр сопла форсунки: мм. Заключение В соответствии с предложенной темой дипломного проекта “Модернизация главных двигателей мощностью 440 кВт с целью повышения их технико-экономических показателей” был спроектирован дизель 6ЧНСП18/22 с учётом современных технологий в дизелестроении и показана возможность его установки на судно проекта 14891. ...