Читать онлайн «Нестационарные температурные режимы и тепловые потери активных элементов с произвольным числом циклов разгрузка-пауза»

В. С. ЛОГИНОВ, В. Е. ЮХНОВ НЕСТАЦИОНАРНЫЕ ТЕМПЕРАТУРНЫЕ РЕЖИМЫ И ТЕПЛОВЫЕ ПОТЕРИ АКТИВНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ С ПРОИЗВОЛЬНЫМ ЧИСЛОМ ЦИКЛОВ НАГРУЗКА-ПАУЗА Ответственный редактор доктор физико-математических наук Г. В. Кузнецов Введение В настоящее время большую актуальность приобрели вопросы надежности компактных ускорителей электронных частиц - малогабаритных бетатронов различного целевого назначения. Один из путей решения данной проблемы - анализ и контроль тепловых режимов наиболее нагретого элемента, представляющего собой обмотку или магнитопровод малогабаритного бетатрона, а также поиск более эффективных методов интенсификации процессов теплообмена. Широкое применение в ускорительной технике нашел метод, в котором интенсификация процессов теплообмена и наибольший эффект снижения тепловых потерь достигаются при повторно- кратковременных режимах нагрева и охлаждения активных элементов. Но традиционные технологии интенсификации теплообмена обладают рядом недостатков, среди которых следует отметить увеличение наружной поверхности активного элемента, повышение скорости охлаждающей среды над поверхностями активного элемента, выполнение поперечных каналов в обмотке, непосредственное охлаждение обмотки водой. В связи с этим возникает необходимость в теоретическом обосновании соблюдения температурных и нагрузочных режимов электромагнита (Э) малогабаритного бетатрона, позволяющем обеспечить длительную и надежную работу. Совершенствование метода определения нестационарных тепловых потерь активных элементов электромагнита малогабаритного бетатрона в неустановившемся тепловом состоянии необходимо в ряде случаев и из экономических соображений - уменьшение энергозатрат. В настоящей книге ставятся и решаются задачи, связанные с проблемой определения допустимого по нагреву теплового режима активных элементов электромагнита при прерывистом нагреве. Теоретические выводы проверяются физическим экспериментом. Эмпирический подбор рациональных значений технологических параметров - достаточно трудоемкий и энергоемкий процесс. Математическое моделирование может стать основным методом исследования таких процессов и выделения реального диапазона изменения параметров технологического режима (интенсивности и продолжительности токовой нагрузки, длительности бестоковой паузы охлаждения, условий теплообмена между поверхностью активного элемента и охлаждающей средой). Авторы признательны сотрудникам НИИ ИИН при Томском политехническом университете, профессору, доктору техн. наук В. Л. Чахлову, руководителям лабораторий В. А. Касьянову, М. М. Штейну и с. н. с. А. А. Филимонову, а также коллективу преподавателей теплоэнергетического факультета Томского политехнического университета за помощь, оказанную в проведении научно- исследовательских работ. Глава 1 ИСТОЧНИК ТЕПЛОВЫХ ПОТЕРЬ В ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИХ УСТРОЙСТВАХ В электротехнической промышленности остается актуальной проблема определения тепловых и электрических потерь в активных частях электротехнических устройств.